��Դ�ͧ����ѹ��Ҿ�ѧ��.����ѹ��Ҿ�ѧ�� ���¶֧�ѧ�շ��ҵء���ѹ��ѧ�ջŴ������͡�� ���ͧ�ҡ ����ѹ��Ҿ�ѧ�� �� 3 ��Դ ��� 1. �ѧ����ſ� (
2. �ѧ��ີ� ( 3. �ѧ������ ( g ) ��⿵���ͤ�����ͧ�ʧ �������� ����ջ�Ш� �֧�������ö���§ູ�����ʹ������������ʹ��俿�� �����ѧ�շ�����ӹҨ���ط��ǧ�ҡ����ش ����駪����ѧ������ ��� ���Ҵ �Ҿ������§ູ�ͧ����ѹ��Ҿ�ѧ���ʹ��������� �繴ѧ���. a g b
x x x x x x x x x x ฟิสิกส์นิวเคลียร์เมื่อ : วันศุกร์, 11 สิงหาคม 2560 กัมมันตภาพรังสี การค้นพบ ในปี พ.ศ. 2439 อองตวน อองรี แบ็กเคอแรล นักเคมีชาวฝรั่งเศส เป็นคนแรกที่ค้นพบว่าธาตุบางชนิดโดยเฉพาะอย่างยิ่งธาตุที่มีมวลอะตอมมาก สามารถปล่อยรังสีบางชนิดออกมา การค้นพบของแบ็กเคอแรลเป็นการค้นพบโดยบังเอิญ คือ เมื่อเขานำฟิล์มถ่ายรูปไว้ใกล้ๆ เกลือโพแทสเซียมยูเรนิลซัลเฟต และมีกระดาษดำหุ้มปรากฎว่าเกิดรอยดำบนแผ่นฟิล์มเหมือนถูกแสง เขาให้เหตุผลกับปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นว่า จะต้องมีรังสีที่มีพลังงานสูงบางอย่างปล่อยออกมาจากเกลือยูเรเนียมนี้ เมื่อไปกระทบกับฟิล์มทำให้ฟิล์มกลายเป็นสีดำเหมือนถูกแสง เขาให้เหตุผลกับปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นว่า จะต้องมีรังสีที่มีพลังงานสูงบางอย่างปล่อยออกมาจากเกลือยูเรเนียมนี้ เมื่อไปกระทบกับฟิล์มทำให้ฟิล์มกลายเป็นสีดำ และต่อมาเขายังพบว่าอัตราการปล่อยรังสีของเกลือนี้แปรผันตรงกับปริมาณของเกลือ หลังจากนั้นไม่นาน ปีแอร์ กูรี และมารี กูรี ได้ค้นพบว่า พอโลเนียม เรเดียมและทอเรียมก็สามารถแผ่รังสีได้ ปรากฎการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่องเรียกว่า กัมมันตภาพรังสี ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของไอโซโทปที่ไม่เสถียร และเรียกธาตุที่สามารถแผ่รังสีได้ว่า ธาตุกัมมันตรังสี ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า กัมมันตภาพรังสี หมายถึง ปรากฎการณ์ที่ธาตุสามารถแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่มีสมบัติในการแผ่รังสีได้เอง ในเวลาต่อมาพบว่า รังสีที่พบโดยแบ็กเคอเรลเป็นคนละชนิดกับรังสีเอกซ์ รังสีดังกล่าวเป็นรังสีที่ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของธาตุ เมื่อนิวเคลียสของธาตุนั้นอยู่ในสภาวะไม่เสถียร สภาวะไม่เสถียรเกิดจากส่วนประกอบภายในของนิวเคลียสไม่เหมาะสม หมายความว่า ในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุบวกและนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า สัดส่วนของจำนวนโปรตอนต่อจำนวนนิวตรอนไม่เหมาะสมจนทำให้ธาตุนั้นไม่เสถียร ธาตุนั้นจึงปล่อยรังสีออกมาเพื่อปรับตัวเองให้เสถียร ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ชนิดและสมบัติของรังสี รังสีแอลฟา รังสีแอลฟา (Alpha Ray) เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีขนาดใหญ่และมีมวลมากเพื่อเปลี่ยนแปลงให้เป็นนิวเคลียสที่มีเสถียรภาพสูงขึ้น ซึ่งรังสีนี้ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสด้วยพลังงานต่าง ๆ กัน รังสีแอลฟาก็คือนิวเคลียสของฮีเลียม แทนด้วย
 มีประจุบวกมีขนาดเป็น 2 เท่าของประจุอิเล็กตรอน คือเท่ากับ +2e และมีนิวตรอน อีก 2 นิวตรอน (2n) มีมวลเท่ากับนิวเคลียสของฮีเลียมหรือประมาณ 7,000 เท่าของอิเล็กตรอน เนื่องจากมีมวลมากจึงไม่ค่อยเกิดการเบี่ยงเบนง่ายนัก เมื่อวิ่งไปชนสิ่งกีดขวางต่าง ๆ เช่น ผิวหนัง แผ่นกระดาษ จะไม่สามารถผ่านทะลุไปได้ แต่จะถูกดูดซึมได้อย่างรวดเร็วแล้วจะถ่ายทอดพลังงานเกือบทั้งหมดออกไป ทำให้อิเล็กตรอนของอะตอมที่ถูกรังสีแอลฟาชนหลุดออกไป ทำให้เกิดกระบวนการที่เรียกว่า การแตกตัวเป็นไอออน รังสีเบต้า รังสีเบตา (Beta Ray) เกิดจากการสลายตัวของนิวไคลด์ที่มีจำนวนโปรตอนมากเกินไปหรือน้อยเกินไป โดยรังสีเบตาแบ่งได้ 2 แบบคือ
เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีนิวตรอนมากกว่าโปรตอน ดังนั้นจึงต้องลดจำนวนนิวตรอน ลงเพื่อให้นิวเคลียสเสถียรภาพ แสดงการสลายตัวของสารแล้วให้รังสีเบตาลบ
เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสที่มีโปรตอนมากเกินกว่านิวตรอน ดังนั้นจึงต้องลดจำนวนโปรตอนลงเพื่อให้นิวเคลียสเสถียรภาพ สมการการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีที่ให้รังสีเบตาลบ เป็นดังนี้ แสดงการสลายตัวของสารแล้วให้รังสีเบตาบวก เนื่องจากอิเล็กตรอนนั้นเบามาก จึงทำให้รังสีเบตาเกิดการเบี่ยงเบนได้ง่าย สามารถเบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กได้ มีความเร็วสูงมากคือมากกว่าครึ่งของ ความเร็วแสงหรือประมาณ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที มีอำนาจในการทะลุทะลวงมากกว่ารังสีแอลฟา แต่น้อยกว่ารังสีแกมมา 3.รังสีแกมมา เกิดจากการที่นิวเคลียสที่อยู่ในสถานะกระตุ้นกลับสู่สถานะพื้นฐานโดยการปลดปล่อยรังสีแกมมาออกมา รังสีแกมมา ก็คือโฟตอนของการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับรังสีเอ็กซ์ แต่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าและมีอำนาจในการทะลุทะลวงสูงมากกว่ารังสีเอ็กซ์ ไม่มีประจุไฟฟ้าและมวล ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าและสนามแม่ เหล็กและ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าแสง แสดงการสลายตัวของสารแล้วให้รังสีแกมมา อำนาจทะลุผ่าน การใช้ประโยชน์จากรังสี วิธีตรวจสอบการแผ่รังสีของสาร ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี 2. ด้านการแพทย์ ใช้รักษาโรคมะเร็ง ในการรักษาโรคมะเร็งบางชนิด กระทำได้โดยการฉายรังสีแกมมาที่ได้จาก โคบอลต์-60 เข้าไปทำลายเซลล์มะเร็ง ผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งในระยะแรกสามารถรักษาให้หายขาดได้ แล้วยังใช้โซเดียม-24 ที่อยู่ในรูปของ NaCl ฉีดเข้าไปในเส้นเลือด เพื่อตรวจการไหลเวียนของโลหิต โดย โซเดียม-24 จะสลายให้รังสีบีตาซึ่งสามารถตรวจวัดได้ และสามารถบอกได้ว่ามีการตีบตันของเส้นเลือดหรือไม่ 3. ด้านเกษตรกรรม มีการใช้ธาตุกัมมันตรังสีติดตามระยะเวลาการหมุนเวียนแร่ธาตุในพืช โดยเริ่มต้นจากการดูดซึมที่รากจนกระทั่งถึงการคายออกที่ใบ หรือใช้ศึกษาความต้องการแร่ธาตุของพืช 4. ด้านอุตสาหกรรม ในอุตสาหกรรมการผลิตแผ่นโลหะ จะใช้ประโยชน์จากกัมมันตภาพรังสีในการควบคุมการรีดแผ่นโลหะ เพื่อให้ได้ความหนาสม่ำเสมอตลอดแผ่น โดยใช้รังสีบีตายิงผ่านแนวตั้งฉากกับแผ่นโลหะที่รีดแล้ว แล้ววัดปริมาณรังสีที่ทะลุผ่านแผ่นโลหะออกมาด้วยเครื่องวัดรังสี ถ้าความหนาของแผ่นโลหะที่รีดแล้วผิดไปจากความหนาที่ตั้งไว้ เครื่องวัดรังสีจะส่งสัญญาณไปควบคุมความหนา โดยสั่งให้มอเตอร์กดหรือผ่อนลูกกลิ้ง เพื่อให้ได้ความหนาตามต้องการในอุตสาหกรรมการผลิตถังแก๊ส อุสสาหกรรมก่อสร้าง การเชื่อมต่อท่อส่งน้ำมันหรือแก๊สจำเป็นต้องตรวจสอบความเรียบร้อยในการเชื่อต่อโลหะ เพื่อต้องการดูว่าการเชื่อมต่อนั้นเหนียวแน่นดีหรือไม่ วิธีการตรวจสอบทำได้โดยใช้รังสีแกมมายิงผ่านบริเวณการเชื่อมต่อ ซึ่งอีกด้านหนึ่งจะมีฟิล์มมารับรังสีแกมมาที่ทะลุผ่านออกมา ภาพการเชื่อมต่อที่ปรากฎบนฟิล์ม จะสามารถบอกได้ว่าการเชื่อมต่อนั้นเรียบร้อยหรือไม่ โทษของธาตุกัมมันตรังสี Return to contents รังสีคอสมิก (cosmic ray) รังสีคอสมิก (cosmic ray) คืออนุภาคพลังงานสูงที่วิ่งไปมาอยู่ทั่วอวกาศ ส่วนใหญ่จะเป็นโปรตอน บางครั้งก็พุ่งเข้ามาที่โลก แต่ส่วนใหญ่รังสีคอสมิกไม่สามารถทำลายสิ่งมีชีวิตถึงพื้นโลก เพราะเราได้รับความคุ้มครองจากชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็กของโลก นักวิทยาศาสตร์สงสัยมาเนิ่นนานนับศตวรรษแล้วว่ารังสีคอสมิกเกิดขึ้นมาได้อย่างไร (รังสีคอสมิกถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1912) อนุภาคพลังงานสูงปริมาณมหาศาลคงจะไม่ได้โผล่ออกมาเอง มันจะต้องมีที่มาที่ไปสักอย่าง แต่การหาแหล่งที่มาของโปรตอนนั้นดูจากทิศทางของรังสีคอสมิกไม่ได้ เพราะโปรตอนเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เวลามันวิ่งผ่านสนามแม่เหล็กในอวกาศ มันก็เปลี่ยนทิศทางตลอดเวลา ไม่ได้วิ่งเป็นเส้นตรงเหมือนแสงหรือนิวตริโนหรืออนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ดังนั้นเมื่อเราส่องกล้องโทรทรรศน์ เราก็จะเห็นรังสีคอสมิกวิ่งมาจากทุกทิศทุกทาง สะเปะสะปะมั่วไปหมด
รังสีคอสมิกเป็นอนุภาคพลังงานสูง (High-energy) ที่เข้าถล่มโจมตีโลกซึ่งมาจากที่ใดก็ได้เข้าสู่บรรยากาศ เป็นที่รู้จักกันเรียกว่า รังสีคอสมิกหรือรังสีจักรวาล (Cosmic Ray) มีองค์ประกอบ จำนวนมากของนิวเคลียสของอะตอม (Atomic nuclei) ส่วนใหญ่จะเป็นนิวเคลียสของไฮโดรเจน บางส่วนนิวเคลียสของฮีเลียม และส่วนที่เหลือเป็น ธาตุหนัก (Heavier elements) โดยมีที่มาดังนี้ • Galactic Cosmic Rays (รังสีคอสมิก กาแล็คซี่) มีที่มากาแล็คซี่หนึ่งกาแล็คซี่ใด อันไกลโพ้น นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีตรวจจับรังสีคอสมิก (Cosmic Ray) บนชั้นพื้นดิน (Ground level) จึงออกแบบสร้างบ่อน้ำแบบพิเศษนับพันแห่ง ในแถบอเมริกาเหนือ เพราะเมื่อ รังสีคอสมิกวิ่งผ่านน้ำจะหยุดชะงักทำให้สามารถวัดค่าได้ ทั้งนี้เพื่อหา วิธีนำมาเป็นประโยชน์ด้านพลังงานต่อไป รังสีคอสมิกที่เข้ามากระทบกับบรรยากาศโลก คือ รังสีคอสมิกปฐมภูมิ (primary cosmic rays) ประกอบด้วย พลังงานของรังสีคอสมิกจะมีค่าแตกต่างกันในแต่ละแหล่งกำเนิด เช่น โปรตอนจากดวงอาทิตย์จะมีพลังงานอยู่ในช่วง 0.5-200 MeV ส่วนพลังงานรังสีคอสมิกที่มาจากแหล่งอื่น ๆ ซึ่งยังไม่ทราบแน่ชัดในเอกภพอาจมีพลังงานมากกว่า 1020MeV รังสีคอสมิก นอกจากจะมีพลังงานสูงตามแหล่งกำเนิดแล้ว พลังงาน และทิศทางของการเคลื่อนที่ยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อเข้าปะทะกับสนามแม่เหล็ก (megnetic fields) ของสสารระหว่างดาวขณะเคลื่อนที่ผ่าน และรังสีคอสมิกบางส่วนอาจมีพลังงานมากกว่า 1020 MeV ซึ่งมีค่าสูงกว่าพลังงานอนุภาคที่เกิดจากเครื่องเร่งอนุภาค (accelerators) ที่มนุษย์สามารถสร้างขึ้นได้ ภาพ Primary cosmic rays รังสีคอสมิกทุติยภูมิ (secondary cosmic rays) 1. นิวคลีออน (nucleons) นิวคลีออน เป็นอนุภาคโปรตอน และนิวตรอน ซึ่งบางอนุภาคมีพลังงานสูงมาก สามารถทำให้นิวเคลียสของธาตุในบรรยากาศแตกสลายกลายเป็นอนุภาคอื่นได้ และบางอนุภาคยังสามารถทำให้ธาตุเปลี่ยนสภาพเป็นธาตุกัมมันตรังสีได้ เช่น นิวตรอนของนิวคลีออนที่ชนกับธาตุไนโตรเจน-14 เกิดเป็นคาร์บอน-14 ซึ่งเป็นธาตุกัมมันตรังสีชนิดหนึ่ง
อนุภาคมีซอน เป็นอนุภาคไพออน (pions) ที่เกิดขึ้นหลังการแตกสลายของนิวเคลียส โดยอนุภาคมีซอน เป็นอนุภาคที่ไม่เสถียร โดย n และ n1 มีอายุเฉลี่ยประมาณ 2.6×108 วินาที แล้วจะสลายเป็นมิวออน (muons) ที่มีอายุเฉลี่ยลดลงเป็น 2.2×106 วินาที พร้อมกับนิวตริโน (neutrinos) ออกมาด้วย
อนุภาคในกลุ่มนี้จะเป็นอิเล็กตรอน (electrons) ที่เกิดจากการสลายตัวของมิวออน และโฟตอน (photon) โดยโฟตอน มาจากการสลายตัวของ n๐ ที่ได้คู่อิเล็กตรอนออกมาพร้อมกันด้วย นอกจากนี้ โฟตอนอาจเกิดได้จากอิเล็กตรอนที่ถูกหน่วงขณะเคลื่อนที่เข้าใกล้นิวเคลียสของธาตุต่างๆในบรรยากาศ ผลกระทบรังสีคอสมิกกับโลก 1. การเกิดวงแถบรังสีแวนอัลเลน (Van Allen belts) และแสงเหนือ แสงใต้ แถบรังสีแวนอัลเลน เป็นปรากฏการณ์ที่เกดเป็นวงรังสี เมื่อรังสีคอสมิกมีถูกกักเก็บ และสะสมบริเวณขั้วสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งเกิดขึ้นที่ความสูงประมาณ 1,000 กิโลเมตร และจะเกิดเฉพาะบริเวณใกล้กับขั้วโลกเหนือ และขั้วโลกใต้ มีลักษณะเป็นวงกลมของแถบรังสีคล้ายโดนัทลอยเหนือขั้วโลก ผลที่เกิดขึ้นต่อเนื่องจากแถบรังสีแวนอัลเลน คือ มีการปล่อยอนุภาคบางส่วนเข้ามาสู่ชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูงประมาณ 100 กิโลเมตร ทำให้เกิดแสงสีต่างๆบริเวณขั้วโลก หรือเรียกว่า แสงเหนือ หรือ แสงใต้ (Aurora) 2. การเกิดฟ้าแลบ(Lightning) นักวิทยาศาสตร์บางคนเสนอที่มาจองปรากฏการณ์ฟ้าแลบว่า จากการที่รังสีคอสมิกปฐมภูมิแตกตัวเป็นอนุภาคต่างๆในชั้นบรรยากาศ เมื่อมีการแตกตัว และสะสมจำนวนมากอาจเกิดการจุดประกายเกิดเป็นฟ้าแลบเกิดขึ้นได้ 3. การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ(Climate Chang) นักวิทยาศาสตร์ได้กล่าวเสนอว่า รังสีคอสมิกมีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกได้ เพราะมีการทดลองนำรังสีคอสมิกผ่านเข้าไปใน cloud chamber แล้วทำให้รังสีคอสมิกแตกตัว ซึ่งพบว่า เกิดหยดน้ำขึ้นตามแนวของไอออน ซึ่งทำนายได้ว่า การแตกตัวของรังสีคอสมิกมีผลต่อรูปแบบของเมฆ และสภาพภูมิอากาศได้ แต่ข้อเสนอนี้ยังไม่เป็นที่ยอมรับ เพราะมีปัจจัยหลายประการต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และยังไม่มีผลการทดลองที่ยืนยันแน่ชัด แม้ว่ารังสีคอสมิกจะสามารถพบได้มากในอวกาศ และบางส่วนชนเข้ากับอนุภาคของธาตุต่าง ๆ ที่ลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศทำให้เหลือหลุดรอดมายังผิวโลกหรือโดนตัวเราได้น้อย และมันยังเป็นแหล่งข้อมูลขั้นดีในการศึกษาถึงที่มาและความเป็นไปของจักรวาล และในขณะที่เราเฝ้ารอถึงการค้นพบใหม่ ๆ ที่อาจจะเกิดขึ้นเมื่อไหร่ก็ได้ อุปกรณ์พิเศษที่ใช้ตรวจจับอนุภาครังสีคอสมิกอย่าง Alpha-Magnetic Spectrometer (A.M.S) ซึ่งถูกติดตั้งที่สถานีอวกาศนานาชาติ ก็เฝ้ารอและตรวจจับอนุภาคที่ผ่านเข้ามากว่า 50 ล้านอนุภาคในแต่ละวัน เมื่อเวลาผ่านไปเราก็คาดหวังว่าจะได้ข้อมูลเกี่ยวกับสสารและปฏิสสาร หรือแม้แต่สสารมืด และความเข้าใจของเราต่อจักรวาลและอนุภาคต่าง ๆ มากขึ้น Return to contents ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ครั้งแรกเกิดขึ้นจากการที่รัทเธอร์ฟอร์ดได้ทำการระดมยิงอนุภาคแอลฟาจากแหล่งกำเนิดสารกัมมันตรังสีไปยังสสาร แล้วพบว่าอนุภาคแอลฟามีการกระเจิงแบบยืดหยุ่น ซึ่งทำให้เป็นการยืนยันว่ามีนิวเคลียสขนาดเล็กอยู่ตรงใจกลางอะตอม นอกจากนี้รัทเธอร์ฟอร์ดยังสังเกตการเปลี่ยนแปลง หรือการเกิดธาตุชนิดใหม่จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในปี ค.ศ. 1919 ปฏิกิริยานิวเคลียร์เป็นปฏิกิริยาที่เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของอะตอม แล้วได้นิวเคลียสของธาตุใหม่เกิดขึ้น และให้พลังงานจำนวนมหาศาล ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ส่วนมากเกิดจากการยิงอนุภาคแอลฟา โปรตอนและนิวตรอนเข้าไปในชน Nucleus ทำให้ Nucleus แตกออก ปฏิกิริยานิวเคลียร์ มีส่วนสำคัญคือ
สมการ Nuclear จะเขียนอยู่ในรูปของ x + a à y + b x = นิวเคลียสที่เป็นเป้า , y = นิวเคลียสที่เกิดใหม่ a = อนุภาคที่วิ่งชน , b = อนุภาคที่เกิดใหม่ สามารถเขียนย่อได้ว่า x(a,b)y และเรียกปฏิกิริยาว่า (a,b) ของ Nucleus x นอกจากนี้เรายังสามารถแบ่งแยกชนิดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้หลายแบบ เช่นถ้าอนุภาคที่ตกกระทบและอนุภาคผลพลอยได้เป็นอนุภาคชนิดเดียวกัน ซึ่งสอดคล้องกันคือธาตุ X และY เป็นชนิดเดียวกัน เราเรียกว่าเป็น กระบวนการกระเจิง การกระเจิงแบบยืดหยุ่น จะเกิดขึ้นถ้า Y และ b อยู่ในสถานะพื้น และจะเป็นการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นถ้า Y และ b อยู่ในสถานะกระตุ้น ซึ่งจะเกิดกระบวนการสลายตัวให้รังสีแกมมาตามมาอย่างรวดเร็ว ในบางกรณี a และ b เป็นอนุภาคชนิดเดียวกันแต่จากปฏิกิริยานิวเคลียร์จะมีอนุภาคนิวคลีออนตัวที่สามถูกปลดปล่อยออกมาด้วย เราเรียกปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบน็อกเอาท์ (Knockout reaction ) ในปฏิกิริยาแบบทรานสเฟอร์ ( Tranfer reaction ) นิวคลีออนหนึ่งหรือสองตัวจะมีการส่งผ่านกันระหว่าง อนุภาคที่ระดมยิงและเป้า ตัวอย่างเช่นถ้าใช้อนุภาคดิวเทอรอนระดมจะถูกเปลี่ยนไปเป็นอนุภาคโปรตอน หรือนิวตรอนซึ่งก็หมายความว่ามีนิวคลีออนถูกรวมเข้ากับเป้า X แล้วเปลี่ยนไปเป็นเป้า Y ปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้นอาจจะจำแนกโดยอาศัยกลไกที่เกิดขึ้นกับกระบวนการที่ครอบคลุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ดังกล่าว เช่นปฏิกิริยานิวเคลียร์โดยตรง ( direct nuclear reaction ) นั้นมีนิวคลีออนเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาในขณะที่นิวคลีออนที่เหลือนั้นทำตัวเสมือนผู้เฝ้าดู ซึ่งปฏิกิริยาดังกล่าวอาจจะบรรจุหรือเคลื่อนย้ายนิวคลีออนตัวใดตัวหนึ่งออกจากนิวคลีออนที่โคจรอยู่รอบ ๆ ชั้นต่าง ๆ ตามรูปแบบจำลองของเชลล์ทำให้วิธีนี้สามารถใช้ในการศึกษาสภาวะกระตุ้นของนิวเคลียส Y จากปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบนี้ ในอีกรูปแบบของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่น่าสนใจ คือ กลไกแบบนิวเคลียร์ผสม ( compound nuclear ) ซึ่งอนุภาคที่ถูกยิงไปยังเป้าที่ทำการศึกษานั้น จะมีการแบ่งสันพลังงานจลน์ กับนิวคลีออนที่วางตัวอยู่ภายในเป้าดังกล่าวก่อนที่จะมีการปลดปล่อยอนุภาคนิวคลีออน ออกมาซึ่งสภาพคล้าย ๆ กับการระเหยของโมเลกุลจากของเหลวร้อน ส่วนรูปแบบที่อยู่กลาง ๆ ระหว่าง ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบตรง แบบนิวเคลียสผสม ก็คือปฏิกิริยานิวเคลียร์เรโซแนนท์ โดยที่อนุภาคที่ยิงเข้าไปยังเป้าจะฟอร์มให้เกิดสถานะกึ่งห่อหุ้ม ( quasibound state ) ก่อนที่จะปลดปล่อยอนุภาคบางตัวออกไป
นิวตรอนที่เกิดขึ้น 2-3 ตัวซึ่งมีพลังงานสูงจะวิ่งไปชนนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องไปเป็นลูกโซ่ ซึ่งเรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่ ซึ่งทำให้ได้พลังงานมหาศาล ปฏิกิริยาลูกโซ่นี้ถ้าไม่มีการควบคุม จะเกิดปฏิกิริยารุนแรงที่เรียกว่า ลูกระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) เพื่อควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่ให้เกิดรุนแรง นักวิทยาศาสตร์จึงได้สร้างเตาปฏิกรณ์ปรมาณู ซึ่งสามารถควบคุมการเกิดปฏิกิริยาได้โดยการควบคุมปริมาณนิวตรอนที่เกิดขึ้นไม่ให้มากเกินไป และหน่วงการเคลื่อนที่ของนิวตรอนให้ช้าลง ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้นำปฏิกิริยาฟิชชันแบบควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่มาใช้ประโยชน์ในทางสันติ เช่น ใช้ในการผลิตไอโซโทปกัมมันตรังสีสำหรับใช้ในการแพทย์ การเกษตร และอุตสาหกรรม ส่วนพลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยาฟิชชันที่ถูกควบคุมสามารถนำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้
ตัวอย่างของปฏิกิริยาฟิวชั่นที่ทำได้ในห้องปฏิบัติการ ตัวอย่างของปฏิกิริยาฟิวชั่นที่เกิดขึ้นบนดาวฤกษ์ จะเห็นว่าในแต่ละปฏิกิริยาของฟิชชั่นและฟิวชั่นเมื่อเทียบพลังงานแล้ว ในฟิชชั่นหนึ่งปฎิกิริยาจะให้พลังงานมากกว่าฟิวชั่นหนึ่งปฏิกิริยา แต่ในขนาดมวลที่พอกันของสารที่ทำให้เกิดฟิวชั่น (เช่น 1H1) กับ สารที่ทำให้เกิดฟิชชั่น (เช่น U235) จำนวนปฏิกิริยาฟิวชั่นจะมากกว่าฟิชชั่นมากเป็นผลทำให้พลังงานรวมที่ได้จากฟิวชั่นมากกว่าฟิชชั่นนั่นเอง แหล่งที่มา ฟิสิกส์นิวเคลียร์และ กัมมันตภาพรังสี. สืบค้นเมื่อ 22 มิถุนายน 2560, จาก https://sites.google.com/site/nuclearphysics13/home/6-kammantphaphrangsi กัมมันตภาพรังสี. สืบค้นเมื่อ 22 มิถุนายน 2560, จาก ปฏิกิริยานิวเคลียร์ (Nuclear reaction). สืบค้นเมื่อ 22 มิถุนายน 2560, จาก Return to contents หัวเรื่อง และคำสำคัญ ฟิสิกส์,นิวเคลียร์,ฟิสิกส์นิวเคลียร์ ,ปฎิกิริยานิวเคลียร์ รูปแบบการนำเสนอ แบ่งตามผลผลิต สสวท. สื่อสิ่งพิมพ์ในรูปแบบดิจิทัล ลิขสิทธิ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) วันที่เสร็จ วันอังคาร, 13 มิถุนายน 2560 สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา ฟิสิกส์ ช่วงชั้น มัธยมศึกษาตอนปลาย ดูเพิ่มเติม |
รังสีใดไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก
ลิขสิทธิ์ © 2024 th.ketiadaan Inc.
