อยากทราบประโยชน์และโทษของธาตุ สารประกอบ ธาตุกัมมันตรังสี อะค่ะ

อยากทราบประโยชน์และโทษของธาตุ สารประกอบ ธาตุกัมมันตรังสี อะค่ะ คือมันต้องใช้ด่วนอะคะ
13 ธ.ค. 2548 17:46
277 ความเห็น
366098 อ่าน


ความคิดเห็นที่ 184  ... (Guest)

ธาตุกัมมันตรังสี  (radioactive  element)  เป็นธาตุที่สามารถแผ่รังสีได้เอง  เช่น  ยูเรเนียม  เรเดียม  ทอเรียม  เป็นต้น  การที่ธาตุแผ่รังสีออกมาอย่างต่อเนื่องเกิดจากอะตอมของธาตุที่ไม่เสถียร  เพราะพลังงานนิวเคลียสมีพลังงานมากเกินไป  นิวเคลียสของอะตอมจึงมีการถ่ายเทพลังงานออกมาในรูปของการแผ่รังสีซึ่งมี  3  ชนิดคือ  รังสีแอลฟา  รังสีเบตา  และรังสีแกมมา   พร้อมทั้งมีการสลายตัวของนิวเคลียส  ทำให้โครงสร้างนิวเคลียสเปลี่ยนแปลงกลายเป็นธาตุใหม่และในไม่ช้าจะสลายต่อไปกลายเป็นธาตุอื่นอีก  จนกระทั่งถึงธาตุสุดท้ายที่เสถียรและไม่เป็นธาตุกัมมันตรังสี


          ปรากฎการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่องนี้เรียกว่า  กัมมันตภาพรังสี   (radioactivity)


สมบัติของรังสี
          1.  รังสีแอลฟา
รังสีแอลฟา (α)  เป็นอะตอมของธาตุฮีเลียม  จึงมีสัญลักษณ์นิวเคลียร์   He  สามารถทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนในสารที่รังสีผ่านได้ดีจึงเสียพลังงานอย่างรวดเร็ว  ดังนั้น  จึงมีอำนาจทะลุผ่านน้อยมาก  เมื่อผ่านเข้าไปในสนามแม่เหล็กจะเบนขึ้นจากแนวเดิมเล็กน้อย                           


                   2.  รังสีเบตา รังสีเบตา  (β)  เป็นอิเล็กตรอน  มีสัญลักษณ์นิวเคลียร์   e  ทำให้เกิดการแตก
ตัวเป็นไอออนในสารได้น้อยกว่ารังสีแอลฟา  จึงมีอำนาจทะลุผ่านมากกว่ารังสี      แอลฟา  เมื่อผ่านเข้าไปในสนามแม่เหล็กจะเบนจากแนวเดิมมาก  ในทิศตรงข้ามกับรังสีแอลฟา


          3.  รังสีแกมมา
          รังสีแกมมา  (γ)  เป็นรังสีที่ไม่มีประจุไฟฟ้ามีสมบัติคล้ายรังสีเอกซ์และเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจึงมีอำนาจทะลุผ่านได้สูงสุด คือมีมากกว่ารังสีเบตาและรังสีแอลฟา  เมื่อผ่านเข้าไปในสนามแม่เหล็กจะเคลื่อนที่ในแนวตรง  จึงกล่าวได้ว่ารังสีแกมมาไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก


ประโยชน์และโทษของกัมมันตภาพรังสี
        1.  ประโยชน์ของกัมมันตภาพรังสี
          1)  ใช้ในทางการแพทย์  เช่น  ใช้โคบอลต์-60  ทำลายเซลล์มะเร็ง  ใช้ไอโอดีน-131  ตรวจความผิดปกติของต่อมไทรอยด์  เป็นต้น
          2)  ใช้ในด้านการเกษตร  เช่น  ใช้รังสีแกมมาฆ่าเชื้อแบคทีเรียและแมลงในอาหารได้  หรือฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ในเมล็ดพันธุ์พืช  เป็นต้น
          3)  ใช้ในด้านอุตสาหกรรม  เช่น  การควบคุมความหนาของแผ่นพลาสติก  การควบคุมกระบวนการผลิตกระจก  กระดาษ  โดยใช้สารกัมมันตรังสี


        2.  โทษของกัมมันตภาพรังสีต่อร่างกาย      ปริมาณของกัมมันตภาพรังสีที่ร่างกายเราจะได้รับเอามาจากแหล่งธรรมชาติ  หรือจากแหล่งที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น  เช่น  การฉายรังสีเอกซ์ทางการแพทย์  การทำงานในที่ที่มีแหล่งรังสี
         เมื่อรังสีผ่านเข้าไปในร่างกายเนื้อเยื่อจะดูดกลืนพลังงานของการแผ่รังสี  ซึ่งสามารถทำลายเซลล์ต่างๆ  ในร่างกาย  ถ้าร่างกายได้รับปริมาณมากอาจเป็นสาเหตุให้เกิดโรคต่างๆ  เช่น  มะเร็ง  และอาจมีผลทางพันธุกรรม  ซึ่งสามารถถ่ายทอดไปยังรุ่นลูกหลานต่อไปได้


     การสลายของนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีอย่างต่อเนื่อง  ให้รังสีแอลฟา บีตา และแกมมา   จนได้ตะกั่ว -206 ซึ่งเป็นธาตุสุดท้ายและเป็นธาตุเสถียร (stable element)  ซึ่งไม่มีการสลายต่อไป  เราอาจเขียนลำดับการสลาย เรียก อนุกรม  เช่น อนุกรมการสลายของยูเรเนียม -238


 


กฎการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี
      1.  สมมติฐานการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี ของรัทเทอร์ฟอร์ดและซอดดี (Soddy)กล่าวว่า


 1.1 การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีเป็นการสลายตัวที่เกิดขึ้นเอง  โดยไม่ขึ้นกับสภาวะแวดล้อมของนิวเคลียส (เช่น การจัดตัวของอิเลคตรอน ความดัน อุณหภูมิ)


 1.2 การสลายตัวเป็นกระบวนการสุ่ม (Random Process) ในช่วงเวลาใดๆ ทุกๆ นิวเคลียสมีโอกาสที่จะสลายตัวเท่ากัน  ดังนั้น  ในช่วงเวลาหนึ่งๆ ปริมาณนิวเคลียสที่สลายตัวจึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณนิวเคลียสที่เหลืออยู่


        กฎการสลายมีสูตร    DN/Dt  = - lN


 


                DN  คือ จำนวนนิวเคลียสที่สลายในช่วงเวลาDt    และ l เป็นค่าสลายตัวคงที่ (decay constant)


 


              ปริมาณ – dN/dt  = lN  ,  ปริมาณ  dN/dt  เป็นปริมาณที่บอกอัตราการลดลงของจำนวนนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสี  ซึ่งก็คืออัตราการแผ่รังสีออกมาในขณะหนึ่งนั่นเอง  เรียกปริมาณนี้ว่า กัมมันตภาพ (activity) ของธาตุกัมมันตรังสี  นิยมแทนด้วยสัญลักษณ์ A


 


                                     A = lN


 


     2.  อัตราการสลายตัวของนิวเคลียส หมายถึง ในช่วงเวลาใดๆ เป็น 1 หน่วยเวลา ปริมาณนิวเคลียสที่สลายตัวใน 1 หน่วยเวลา  ดังนั้นอัตราการสลายตัวของนิวเคลียสจึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณนิวเคลียสที่มีอยู่ (พร้อมจะสลายตัว)


 


           l เป็นค่าสลายตัวคงที่  ซึ่งมีค่าเฉพาะของนิวเคลียสแต่ละชนิด  เครื่องหมายลบแสดงว่าจำนวนนิวเคลียสลดลงเมื่อเวลาผ่านไป


 


     3.  กัมมันตภาพของธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ความสามารถของธาตุกัมมันตรังสีในการแผ่รังสีออกมาได้มากน้อยเพียงใด ณ เวลาขณะหนึ่งขณะใด  กัมมันตภาพมีหน่วยเป็น sec-1 หรือจำนวนนิวเคลียสที่สลายตัวต่อวินาที  นิยมวัดเป็นคูรี่   กัมมันตภาพ 1 คูรี่ เท่ากับ 3.7 x 1010 sec-1


 


    4.  การหาค่า N ในรูป function ของเวลา


 


                                N = N0e-lt


 


    5.  ช่วงเวลาครึ่งชีวิต (Half life) ของธาตุกัมมันตภาพรังสี  หมายถึงช่วงเวลาที่ธาตุนั้นๆ สลายตัว  เหลือนิวเคลียสเป็นครึ่งหนึ่งของจำนวนที่มีอยู่ก่อนสลายตัว มีสูตร N=N0/2n หรือ l=0.693/ T1/2


 


    6.  เมื่อเวลาเพิ่มขึ้นปริมาณนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีจะลดลงเรื่อยๆ  แต่ปริมาณนิวเคลียสจะไม่ลดลงเป็นศูนย์  ไม่ว่าเวลาจะผ่านไปเท่าใดก็ตาม  การพูดถึงเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีสลายตัวหมดจึงไม่มีความหมาย  ในทางทฤษฎีจึงพูดถึงเวลาที่ธาตุสลายตัวเหลือเป็นครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม

13 มิ.ย. 2551 20:36


          ปรากฎการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่องนี้เรียกว่า  กัมมันตภาพรังสี   (radioactivity)


สมบัติของรังสี
          1.  รังสีแอลฟา
รังสีแอลฟา (α)  เป็นอะตอมของธาตุฮีเลียม  จึงมีสัญลักษณ์นิวเคลียร์   He  สามารถทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนในสารที่รังสีผ่านได้ดีจึงเสียพลังงานอย่างรวดเร็ว  ดังนั้น  จึงมีอำนาจทะลุผ่านน้อยมาก  เมื่อผ่านเข้าไปในสนามแม่เหล็กจะเบนขึ้นจากแนวเดิมเล็กน้อย                           


                   2.  รังสีเบตา รังสีเบตา  (β)  เป็นอิเล็กตรอน  มีสัญลักษณ์นิวเคลียร์   e  ทำให้เกิดการแตก
ตัวเป็นไอออนในสารได้น้อยกว่ารังสีแอลฟา  จึงมีอำนาจทะลุผ่านมากกว่ารังสี      แอลฟา  เมื่อผ่านเข้าไปในสนามแม่เหล็กจะเบนจากแนวเดิมมาก  ในทิศตรงข้ามกับรังสีแอลฟา


          3.  รังสีแกมมา
          รังสีแกมมา  (γ)  เป็นรังสีที่ไม่มีประจุไฟฟ้ามีสมบัติคล้ายรังสีเอกซ์และเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจึงมีอำนาจทะลุผ่านได้สูงสุด คือมีมากกว่ารังสีเบตาและรังสีแอลฟา  เมื่อผ่านเข้าไปในสนามแม่เหล็กจะเคลื่อนที่ในแนวตรง  จึงกล่าวได้ว่ารังสีแกมมาไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก


ประโยชน์และโทษของกัมมันตภาพรังสี
        1.  ประโยชน์ของกัมมันตภาพรังสี
          1)  ใช้ในทางการแพทย์  เช่น  ใช้โคบอลต์-60  ทำลายเซลล์มะเร็ง  ใช้ไอโอดีน-131  ตรวจความผิดปกติของต่อมไทรอยด์  เป็นต้น
          2)  ใช้ในด้านการเกษตร  เช่น  ใช้รังสีแกมมาฆ่าเชื้อแบคทีเรียและแมลงในอาหารได้  หรือฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ในเมล็ดพันธุ์พืช  เป็นต้น
          3)  ใช้ในด้านอุตสาหกรรม  เช่น  การควบคุมความหนาของแผ่นพลาสติก  การควบคุมกระบวนการผลิตกระจก  กระดาษ  โดยใช้สารกัมมันตรังสี


        2.  โทษของกัมมันตภาพรังสีต่อร่างกาย      ปริมาณของกัมมันตภาพรังสีที่ร่างกายเราจะได้รับเอามาจากแหล่งธรรมชาติ  หรือจากแหล่งที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น  เช่น  การฉายรังสีเอกซ์ทางการแพทย์  การทำงานในที่ที่มีแหล่งรังสี
         เมื่อรังสีผ่านเข้าไปในร่างกายเนื้อเยื่อจะดูดกลืนพลังงานของการแผ่รังสี  ซึ่งสามารถทำลายเซลล์ต่างๆ  ในร่างกาย  ถ้าร่างกายได้รับปริมาณมากอาจเป็นสาเหตุให้เกิดโรคต่างๆ  เช่น  มะเร็ง  และอาจมีผลทางพันธุกรรม  ซึ่งสามารถถ่ายทอดไปยังรุ่นลูกหลานต่อไปได้


     การสลายของนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีอย่างต่อเนื่อง  ให้รังสีแอลฟา บีตา และแกมมา   จนได้ตะกั่ว -206 ซึ่งเป็นธาตุสุดท้ายและเป็นธาตุเสถียร (stable element)  ซึ่งไม่มีการสลายต่อไป  เราอาจเขียนลำดับการสลาย เรียก อนุกรม  เช่น อนุกรมการสลายของยูเรเนียม -238


 


กฎการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี
      1.  สมมติฐานการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี ของรัทเทอร์ฟอร์ดและซอดดี (Soddy)กล่าวว่า


 1.1 การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีเป็นการสลายตัวที่เกิดขึ้นเอง  โดยไม่ขึ้นกับสภาวะแวดล้อมของนิวเคลียส (เช่น การจัดตัวของอิเลคตรอน ความดัน อุณหภูมิ)


 1.2 การสลายตัวเป็นกระบวนการสุ่ม (Random Process) ในช่วงเวลาใดๆ ทุกๆ นิวเคลียสมีโอกาสที่จะสลายตัวเท่ากัน  ดังนั้น  ในช่วงเวลาหนึ่งๆ ปริมาณนิวเคลียสที่สลายตัวจึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณนิวเคลียสที่เหลืออยู่


        กฎการสลายมีสูตร    DN/Dt  = - lN


 


                DN  คือ จำนวนนิวเคลียสที่สลายในช่วงเวลาDt    และ l เป็นค่าสลายตัวคงที่ (decay constant)


 


              ปริมาณ – dN/dt  = lN  ,  ปริมาณ  dN/dt  เป็นปริมาณที่บอกอัตราการลดลงของจำนวนนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสี  ซึ่งก็คืออัตราการแผ่รังสีออกมาในขณะหนึ่งนั่นเอง  เรียกปริมาณนี้ว่า กัมมันตภาพ (activity) ของธาตุกัมมันตรังสี  นิยมแทนด้วยสัญลักษณ์ A


 


                                     A = lN


 


     2.  อัตราการสลายตัวของนิวเคลียส หมายถึง ในช่วงเวลาใดๆ เป็น 1 หน่วยเวลา ปริมาณนิวเคลียสที่สลายตัวใน 1 หน่วยเวลา  ดังนั้นอัตราการสลายตัวของนิวเคลียสจึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณนิวเคลียสที่มีอยู่ (พร้อมจะสลายตัว)


 


           l เป็นค่าสลายตัวคงที่  ซึ่งมีค่าเฉพาะของนิวเคลียสแต่ละชนิด  เครื่องหมายลบแสดงว่าจำนวนนิวเคลียสลดลงเมื่อเวลาผ่านไป


 


     3.  กัมมันตภาพของธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ความสามารถของธาตุกัมมันตรังสีในการแผ่รังสีออกมาได้มากน้อยเพียงใด ณ เวลาขณะหนึ่งขณะใด  กัมมันตภาพมีหน่วยเป็น sec-1 หรือจำนวนนิวเคลียสที่สลายตัวต่อวินาที  นิยมวัดเป็นคูรี่   กัมมันตภาพ 1 คูรี่ เท่ากับ 3.7 x 1010 sec-1


 


    4.  การหาค่า N ในรูป function ของเวลา


 


                                N = N0e-lt


 


    5.  ช่วงเวลาครึ่งชีวิต (Half life) ของธาตุกัมมันตภาพรังสี  หมายถึงช่วงเวลาที่ธาตุนั้นๆ สลายตัว  เหลือนิวเคลียสเป็นครึ่งหนึ่งของจำนวนที่มีอยู่ก่อนสลายตัว มีสูตร N=N0/2n หรือ l=0.693/ T1/2


 


    6.  เมื่อเวลาเพิ่มขึ้นปริมาณนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีจะลดลงเรื่อยๆ  แต่ปริมาณนิวเคลียสจะไม่ลดลงเป็นศูนย์  ไม่ว่าเวลาจะผ่านไปเท่าใดก็ตาม  การพูดถึงเวลาที่ธาตุกัมมันตรังสีสลายตัวหมดจึงไม่มีความหมาย  ในทางทฤษฎีจึงพูดถึงเวลาที่ธาตุสลายตัวเหลือเป็นครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม

--> 

ความคิดเห็นที่ 185 ppp (Guest)

ธาตุมีประโยชน์อย่างไร
19 มิ.ย. 2551 16:46


ความคิดเห็นที่ 186 บ่บอก (Guest)

รักบี้
25 มิ.ย. 2551 18:45


ความคิดเห็นที่ 187 jeranan1@live.com (Guest)

ช่วยอีฟหน่อยค่ะอยากได้สารกัมมันตรังสีด้านการอุตสาหกรรม ด้านอาหารว่ามีอะไรบ้างค่ะอยากได้มากเลยขอร้องละค่ะ
25 มิ.ย. 2551 19:40


ความคิดเห็นที่ 188 เขมนิจ (Guest)

ประโยชน์ของธาตุทั้ง 16 ธาตุ
9 ก.ค. 2551 18:30


ความคิดเห็นที่ 189 a_lovee_bigbang@hotmail.com (Guest)

อยากรู้ว่าประโยชน์ของธาตุต่างๆมีอารายบ้างต้องการมากจาส่งอาจานแย้วเนี่ย

10 ก.ค. 2551 14:13


ความคิดเห็นที่ 192 panu_wa_tongme@hotmail.com (Guest)

อยากรู้ประโยชน์ของกัมมันตภาพรังสี
1 ส.ค. 2551 19:26


ความคิดเห็นที่ 193 พิมพกานต์ (Guest)

อยากได้ประโยชน์ของธาตุและสารประกอบ50ชนิด
10 ส.ค. 2551 13:43


ความคิดเห็นที่ 194 มดแดง (Guest)

อยากได้ข้อมูลเกี่ยวกับโทษของสนิมค่ะ� เวลามันเข้าไปในร่างกายจะเกิดผลยังไงบ้างค่ะ ช่วยบอกที

11 ส.ค. 2551 17:04


ความคิดเห็นที่ 195 อ้น (Guest)

มะเหงมีอาร์กอนอยากได้อาร์กอนหายากมากเลย จิงนะ
ขอข้อมูลของอาร์กอนหน่อย

14 ส.ค. 2551 16:00


ความคิดเห็นที่ 196 นัส (Guest)

อยากทราบโทษของธาตุAl
15 ส.ค. 2551 13:15


ความคิดเห็นที่ 197 pattra009@hotmail.com (Guest)

อยากทราบประโยชน์และชนิดของธาตุกัมมันตรังสี

17 ส.ค. 2551 14:53


ความคิดเห็นที่ 198 Numradclab_68@ hotmail com. (Guest)

อยากทราบประโยชน์และโทษและการป้องกัน  ความหมาย กัมมันตภาพรังสีต้องทำยังงัยค่ะต้องส่งอาจารย์วันนี้ด้วยค่ะ

22 ส.ค. 2551 13:16


ความคิดเห็นที่ 199 Numradclab_68@ hotmail com. (Guest)

อยากทราบความหมายของการเกิดกัมมันตภาพรังสีค่ะ หนูต้องส่งครูวันนี้พี่ช่วยหนูหน่อยนะค่ะ (ขอบคณุล่วงหน้านะค่ะ)

22 ส.ค. 2551 13:21


ความคิดเห็นที่ 200 กาดค่ะ (Guest)

อยากทราบโทษและประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีค่ะ เพราะเรียนอยู่ค๊าอาจารย์ให้มาหาค่ะ

25 ส.ค. 2551 16:58


ความคิดเห็นที่ 201 jaeb-100 (Guest)

sdhgdfnfghnffhnfhn
31 ส.ค. 2551 07:52


ความคิดเห็นที่ 203 พีช่า (Guest)

อยากได้เหมืองกัน

6 ก.ย. 2551 18:29


ความคิดเห็นที่ 204 555- (Guest)

เฮ้ยข้าสอบตกว่ะ

6 ก.ย. 2551 20:00


ความคิดเห็นที่ 205 azofg0i@hotmail.com (Guest)

ธาตุกัมมันตรังสี

ธาตุกัมมันตรังสีคืออะไร

ธาตุกัมมันตรังสี (อังกฤษ: Radioactive element) คือธาตุพลังงานสูงกลุ่มหนึ่งที่สามารถแผ่รังสี แล้วกลายเป็นอะตอมของธาตุใหม่ได้ มีประวัติการค้นพบดังนี้

1. รังสีเอกซ์ ถูกค้นพบโดย Conrad Röntgen อย่างบังเอิญเมื่อปี ค.ศ. 1895

2. ยูเรเนียม (Uranium) ค้นพบโดย Becquerel เมื่อปี ค.ศ. 1896 โดยเมื่อเก็บยูเรเนียมไว้กับฟิล์มถ่ายรูป ในที่มิดชิด ฟิล์มจะมีลักษณะ เหมือนถูกแสง จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีการแผ่รังสีออกมาจากธาตุยูเรเนียม เขาจึงตั้งชื่อว่า Becquerel Radiation

3. พอโลเนียม (Polonium) ถูกค้นพบและตั้งชื่อโดย มารี กูรี ตามชื่อบ้านเกิด (โปแลนด์) เมื่อปี ค.ศ. 1898 หลังจากการสกัดเอายูเรเนียมออกจาก Pitchblende หมดแล้ว แต่ยังมีการแผ่รังสีอยู่ สรุปได้ว่ามีธาตุอื่นที่แผ่รังสีได้อีกแฝงอยู่ใน Pitchblende นอกจากนี้ กูรียังได้ตั้งชื่อเรียกธาตุที่แผ่รังสีได้ว่า ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Element) และเรียกรังสีนี้ว่า กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity)

4. เรเดียม (Radium) ถูกตั้งชื่อไว้เมื่อปี ค.ศ. 1898 หลังจากสกัดเอาพอโลเนียมออกจากพิตช์เบลนด์หมดแล้ว พบว่ายังคงมีการแผ่รังสี จึงสรุปว่ามีธาตุอื่นที่แผ่รังสีได้อีกใน Pitchblende ในที่สุดกูรีก็สามารถสกัดเรเดียมออกมาได้จริง ๆ จำนวน 0.1 กรัม ในปี ค.ศ. 1902

ด้วยเหตุนี้นี่เอง ทำให้ผู้ค้นพบได้รับรางวัลต่าง ๆ ดังนี้

• Conrad Röntgen ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี ค.ศ. 1901

• Pierre, Marie Curie ได้รับรางวัลเหรียญเดวี่จากราชบัณฑิตยสภาแห่งสหราชอาณาจักร ปี ค.ศ. 1903

• Pierre, Marie Curie และ Henri Becquerel ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี ค.ศ. 1903

• Mme Curie ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ปี ค.ศ. 1911

ส่วนรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุนั้น แบ่งเป็น 3 ชนิดคือ

1. รังสีแอลฟา (สัญลักษณ์: α) คุณสมบัติ เป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม (4 2He) มี p+ และ n อย่างละ 2 อนุภาค ประจุ +2 เลขมวล 4 อำนาจทะลุทะลวงต่ำ เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วลบ

2. รังสีบีตา (สัญลักษณ์: β) คุณสมบัติ เหมือน e- อำนาจทะลุทะลวงสูงกว่า α 100 เท่า ความเร็วใกล้เสียง เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วบวก

3. รังสีแกมมา (สัญลักษณ์: γ) คุณสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) ที่มีความยาวคลื่นสั้นมากไม่มีประจุและไม่มีมวล อำนาจทะลุทะลวงสูงมาก ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้า เกิดจากการที่ธาตุแผ่รังสีแอลฟาและแกมมาแล้วยังไม่เสถียร มีพลังงานสูง จึงแผ่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อลดระดับพลังงาน



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



หลังจากที่แบ็กเคอเรลพบรังสีได้ไม่นาน รัทเทอร์ฟอร์ดได้ศึกษาเพิ่มเติมและแสดงให้เห็นว่า รังสีที่ธาตุกัมมันตรังสีปล่อยออกมาจากเกลือโพแทสเซียมยูเรนิลซัลเฟตนั้นมี 2 ชนิด ชนิดที่หนึ่งไม่สามารถเคลื่อนทะลุผ่านแผ่นอะลูมิเนียมบางๆ ได้ เรียกว่า รังสีแอลฟา ชนิดที่สองมีอำนาจทะลุผ่านสูงกว่าชนิดแรก เรียกว่า รังสีบีตา เวลาต่อมานักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสชื่อ วิลลาร์ด ได้แสดงให้เห็นว่า ยังมีรังสีอีกชนิดหนึ่งที่เกิดจากเกลือยูเรเนียม รังสีชนิดนั้นมีอำนาจทะลุผ่านสูงมากกว่า 2 ชนิดแรก เรียกว่า รังสีแกมมา โดยในตารางจะแสดงให้เห็นอำนาจทะลุผ่านของรังสีทั้งสามชนิด ความหนาของอะลูมิเนียมในตาราคือ ความหนาที่กั้นรังสีทั้งสามาชนิดจนเหลือครึ่งหนึ่ง

รังสี ความหนาของอะลูมิเนียม(cm)

แอลฟา

บีตา

แกมมา 0.0005

0.05

8.0



รังสีแอลฟา เป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม มีโปรตอนและนิวตรอนอย่างละ 2 อนุภาค มีประจุไฟฟ้า +2 มีเลขมวล 4 มีอำนาจทะทะลวงต่ำมาก กระดาษเพียงแผ่นเดียวหรือสองแผ่นก็สามารถกั้นได้ ในสนามไฟฟ้ารังสีแอลฟาเบนเข้าหาขั้วลบ สามารถวิ่งผ่านอากาศได้ระยะทางเพียง 3-5 cm เพราะเมื่อรังสีแอลฟาผ่านสาร สามารถทำให้สารเกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ดี จึงทำให้เสียพลังงานอย่างรวดเร็ว



รังสีบีตา คือ อนุภาคที่มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน กล่าวคือ มีประจุไฟฟ้า -1 มีมวลเท่ากับมวลของอิเล็กตรอน มีพลังงานสูง ในสนามไฟฟ้ารังสีบีตาเบนเข้าหาขั้วบวก มีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า สามารถผ่านแผ่นโลหะบางๆ เช่น แผ่นตะกั่วหนา 1 mm แผ่นอะลูมิเนียมหนา 5 mm มีความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง และมีอำนาจในการไอออไนซ์น้อยกว่ารังสีแอลฟา



รังสีแกมมา คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก ไม่มีประจุและไม่มีมวล ไม่เบียงเบนในสนามไฟฟ้า มีอำนาจทะลุทะลวงสูงสุด สามารถทะลุผ่านแผ่นไม้โลหะและเนื้อเยื่อได ้แต่ถูกกั้นได้โดยคอนกรีตหรือแผ่นตะกั่วหนา โดยสามารถทะลุผ่านแผ่นตะกั่วหนา 8 mm หรือผ่านแผ่นคอนกรีตหนาๆ ได้ มีอำนาจในการไอออไนซ์น้อยมาก



สรุปสมบัติของรังสีทั้งสามได้ดังนี้

ความสามารถในการทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออน

รังสีแอลฟา บีตา และแกมมา เป็นรังสีที่มีสมบัติทำให้สารหรือตัวกลางที่มันเคลื่อนที่ผ่านแตกตัวเป็นไอออนได้





รูปแสดงให้เห็นกระบวนการแตกตัวเป็นไอออน



สมมติรังสีบีตาซึ่งเป็นอนุภาคมีประจุลบเคลื่อนที่เข้าไปในสารชนิดหนึ่ง มันมีโอกาศที่จะเคลื่อนที่เข้าไปชนอะตอมของสาร เนื่องจากรังสีบีตามีพลังงานสูงมาก จึงสามารถชนอิเล็กตรอนของอะตอมของสารให้หลุดออกมาเป็นอิเล็กตรอนอิสระ ขณะเดียวกันอะตอมตัวที่ถูกชนซึ่งเสียอิเล็กตรอนไปก็จะแสดงภาวะประจุบวก เรียกว่า ไอออนบวก ทั้งหมดนี้คือกระบวนการที่รังสีทำให้สารหรือตัวกลางแตกตัวเป็นไอออน

เมื่อปล่อยให้รังสีแอลฟา บีตา และแกมมา เคลื่อนที่ผ่านไปในสาร เช่น ในอากาศ พบว่ารังสีแอลฟาเคลื่อนที่ได้ระยะทางน้อยที่สุด และรังสีแกมมาสามารถเคลื่อนที่ไปได้ไกลที่สุดดังรูป







แสดงว่ารังสีแอลฟาสามารถทำให้ตัวกลางที่มันเคลื่อนที่ผ่านไปแตกตัวเป็นไอออนได้ดีที่สุด จึงสูญเสียพลังงานให้ตัวกลางอย่างรวดเร็ว ทำให้เคลื่อนที่ผ่านไปในตัวกลางได้ไม่มากนัก ส่วนรังสีบีตาและแกมมา มีความสามารถทำให้ตัวกลางแตกตัวเป็นไอออนได้ดีรองลงมาตามลำดับ



อำนาจทะลุผ่าน

จากที่ได้พิจารณามาแล้วในเรื่องความสามารถในการทำให้เกิดการแตกตัว เราทราบว่ารังสีแอลฟาทำให้ตัวกลางที่มันเคลื่อนที่ผ่านแตกตัวเป็นไอออนได้มากที่สุด รองลงมาคือรังสีบีตาและแกมมาตามลำดับ เมื่อทดลองให้รังสีทั้งสามชนิดเคลื่อนที่ผ่านไปในตัวกลางต่างๆ เช่น กระดาษ อะลูมิเนียม ตะกั่ว เป็นต้น จะเห็นว่ารังสีแอลฟาไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านแผ่นกระดาษ ส่วนรังสีบีตาสามารถเคลื่อนที่ผ่านแผ่นกระดาษได้ แต่ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านแผ่นอะลูมิเนียม สำหรับรังสีแกมมาสามารถทะลุผ่านแผ่นกระดาษและแผ่นอะลูมิเนียมได้ แต่ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านแผ่นตะกั่ว แสดงว่ารังสีแกมมามีอำนาจทะลุผ่านสูงที่สุด รองลงมาคือรังสีบีตาและแอลฟาตามลำดับ







การเบนในสนามแม่เหล็ก





ผลของสนามไฟฟ้าต่อรังสีทั้ง 3 ชนิด



ตามรูป ธาตุกัมมันตรังสีอยู่ในแผ่นตะกั่ว ซึ่งมีรูปเปิดให้รังสีที่เกิดจากธาตุยูเรเนียมเคลื่อนที่ออกมาได้ บริเวณด้านนอกของแผ่นตะกั่วตรงปากรูของแผ่นตะกั่วมีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ สมมติว่ามีรังสีสามชนิดถูกปล่อยออกมาจากธาตุยูเรเนียม และเคลื่อนที่เข้าสู่บริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก จะพบว่า

- รังสีแอลฟา เคลื่อนที่โค้งลงมาเล็กน้อย

- รังสีบีตา เคลื่อนที่โค้งขึ้นไปเล็กน้อย

- รังสีแกมมา เคลื่อนที่ตรงออกไปโดยไม่มีการเบี่ยงเบน

จากลักษณธการตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กของรังสีทั้งสามชนิด จึงสรุปได้ว่า

- รังสีแอลฟา เป็นอนุภาคขนาดเล็ก มีประจุบวก

- รังสีบีตา เป็นอนุภาคขนาดเล็ก มีประจุลบ และมีมวลน้อยกว่าแอลฟา

- รังสีแกมมา เป็นคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้าไม่มีประจุ





สรุปสมบัติของรังสี







นิวเคลียสและไอโซโทป



นิวเคลียส

อะตอมมีโครงสร้างประกอบด้วย นิวเคลียสอยู่ใจกลางของอะตอม และมีอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส ภายในนวิเคลียสประกอบด้วยโปรตอนประจุบวกและนิวตรอนซึ่งเป็นกลาง อัดแน่นกันโดยยึดเหนี่ยวกันอยู่ด้วยแรงนิวเคลียร์ โปรตอนและนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียสเรียกรวมๆ ว่า นิวคลีออน ธาตุต่างชนิดกันจะมีจำนวนโปรตอนไม่เท่ากัน แต่อาจมีจำนวนนิวคลีออนเท่ากันได้







ไอโซโทป

ไอโซโทป หมายถึง กลุ่มนิวเคลียสที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่จำนวนนิวตรอนไม่เท่ากัน หรือเลขมวลไม่เท่ากัน







ไอโซโทปกัมมันตรังสี หมายถึง ไอโซโทปที่สามารถแผ่รังสีได้

ไอโซโทปเสถียร หมายถึง ไอโซโทปที่ไม่แผ่รังสี

การสลายกัมมันตรังสี



ได้กล่าวไปแล้วว่า นิวเคลียสไม่เสถียรมีสาเหตุมาจากสัดส่วนระหว่างจำนวนโปรตอน และจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสไม่เหมาะสม ทำให้นิวเคลียสไม่เสถียรต้องเปลี่ยนสภาพนิวเคลียสเข้าสู่สภาพนิวเคลียสเสถียร ด้วยการปล่อยรังสีแอลฟาหรือรังสีบีตาออกมา กระบวนการที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า การสลายกัมมันตรังสี โดยเมื่อธาตุกัมมันตรังสีแผ่รังสีออกมา อาจสลายตัวเป็นธาตุใหม่หรือยังเป็นธาตุเดิมก็ได้ ขึ้นอยู่กับชนิดของรังสีที่แผ่ออกมา พิจารณาได้ดังนี้



การสลายให้อนุภาคแอลฟา

นิวเคลียสของธาตุไม่เสถียรที่มีจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสมากเกินไป จะสลายด้วยการปล่อยอนุภาคแอลฟาซึ่งมีประจุบวกออกมา และจะมีการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียส โดยมีเลขมวลลดลง 4 และเลขอะตอมลดลง 2 ทำให้ได้นิวเคลียสของธาตุใหม่ การสลายตัวและการแผ่รังสีแอลฟาส่วนใหญ่เกิดกับนิวเคลียสที่มีเลขอะตอมมากกว่า 82 ที่มีจำนวนนิวตรอนและโปรตอนไม่เหมาะสม เช่น Ra-226 สลายด้วยการปล่อยอนุภาคแอลฟา แล้วกลายเป็น Ra-222 นิวเคลียส Ra-226 จะเรียกว่า นิวเคลียสตั้งต้น และนิวเคลียส Ra-222 เรียกว่า นิวเคลียสลูก โดยนิวเคลียสลูกและอนุภาคแอลฟารวมเรียกว่า ผลผลิตการสลาย การสลายของ Ra-226 เขียนแทนด้วยสมการ







การสลายให้อนุภาคบีตา

นิวเคลียสของธาตุไม่เสถียรที่มีจำนวนโปรตอนน้อยเกินไป จะสลายด้วยการปล่อยอนุภาคบีตาซึ่งมีประจุลบออกมา เช่น C-14 สลายตัวด้วยการปล่อยอนุภาคบีตาแล้วกลายเป็น N-14 กรณีนี้ C-14 คือนิวเคลียสตั้งต้น และ N-14 คือนิวเคลียสลูก โดย N-14 และอนุภาคบีตารวมเรียกว่า ผลผลิตการสลาย เขียนแทนด้วยสมการ







การสลายให้รังสีแกมมา

รังสีแกมมาที่แผ่ออกมาเกิดจากการเปลี่ยนระดับพลังงานของนิวเคลียสจากภาวะที่ถูกกระตุ้น ไปสู่สถานะพื้น ที่มีระดับพลังงานต่ำกว่าโดยการแผ่รังสีแกมมาซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา พบว่ารังสีแกมมามักเกิดตามหลังการสลายให้อนุภาคแอลฟาหรืออนุภาคบีตาเสมอ เช่น Pb-214 สลายด้วยการปล่อยอนุภาคบีตาแล้วกลายเป็น Bi-214 พบว่า Bi-214 ที่เกิดขึ้นอยู่ในสภาวะกระตุ้นแล้ว Bi-214 จะลดระดับพลังงานสู่สภาวะปกติและปล่อยรังสีแกมมาออกมา



วิธีตรวจสอบการแผ่รังสีของสาร

ถ้าต้องการตรวจสอบว่าสารใดมีการแผ่รังสีหรือตรวจสอบว่าธาตุใดเป็นธาตุกัมมันตรังสี สามารถตรวจสอบได้หลายวิธีดังนี้

1. ใช้ฟิล์มถ่ายรูปหุ้มสารที่ต้องการตรวจสอบในที่มืด แล้วนำฟิล์มไปล้าง ถ้าเกิดสีดำบนแผ่นฟิล์มแสดงว่าสารนั้นมีการแผ่รังสี

2. ใช้สารที่เรืองแสงได้เมื่อรังสีตกกระทบ เช่น ZnS มาวางไว้ใกล้ๆ สารที่ต้องการตรวจสอบ ถ้ามีแสงเรืองเกิดขึ้น แสดงว่าสารนั้นมีการแผ่รังสี

3. ใช้เครื่องมือไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ตรวจสอบ วิธีนี้ดีกว่า 2 วิธีแรก เพราะ 2 วิธีแรกไม่สามารถบอกปริมาณรังสีได้แต่วิธีนี้บอกได้ เครื่องไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ประกอบด้วยหลอดทรงกระบอกที่ทำด้วยวัสดุตัวนำไฟฟ้า ภายในหลอดบรรจุก๊าซอาร์กอนที่มีความดันต่ำ ตรงกลางหลอดมีแท่งโลหะทำหน้าที่เป็นขั้วบวก ส่วนผนังหลอดเป็นขั้วลบ ขั้วทั้งสองจะต่อไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อทำการวัดรังสี

4. ใช้เครื่องวัดรังสีห้องหมอก (Cloud Chamber) เครื่องมือนี้ใช้ตรวจสอบรังสีโดยอาศัยหลักที่ว่า เมื่อรังสีผ่านไปในอากาศที่อิ่มตัวด้วยไอน้ำ รังสีจะไปทำให้ก๊าซเกิดการแตกตัวเป็นไอออนขึ้นตอลดทางที่รังสีผ่าน และไอน้ำที่อิ่มตัวจะเกิดการควบแน่นรอบๆ ไอออนเหล่านั้น ทำให้เกิดเป็นทางขาวๆ (เส้นหมอก) ตามแนวทางที่รังสีผ่านไป

ครึ่งชีวิตของธาตุ



ครึ่งชีวิต (Half life) หมายถึง ระยะเวลาที่ปริมาณของสารกัมมันตรังสีสลายตัวจนเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณเริ่มต้น เช่น S-35 มีครึ่งชีวิต 87 วัน ถ้ามี S-35 อยู่ 8 กรัม เมื่อเวลาผ่านไป 87 วัน จะเหลืออยู่ 4 กรัม และเมื่อเวลาผ่านไปอีก 87 วัน จะเหลือ 2 กรัม ถ้าเริ่มต้นจาก 1 กรัม เมื่อเวลาผ่านไป 87 วัน จะเหลืออยู่ 0.5 กรัม และเมื่อผ่านไป 87 วัน จะเหลืออยู่ 0.25 กรัม C-14 มีครึ่งชีวิต 5730 ปี ถ้ามี C-14 อยู่ 5 กรัม เมื่อเวลาผ่านไป 5730 ปี จะเหลืออยู่ 2.5 กรัม และเมื่อผ่านไปอีก 5730 ปี จะเหลือ 1.25 กรัม เป็นต้น

แสดงปริมาณของ Na-24 ที่ลดลงทุกๆ 15 ชั่วโมง





ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทป และสามารถใช้เปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดได้ ดัวอย่างครึ่งชีวิตของไอโซโทปกัมมันตรังสีบางชนิด







ปฏิกิริยานิวเคลียร์



ปฏิกิริยานิวเคลียร์เป็นปฏิกิริยาที่เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสของอะตอม แล้วได้นิวเคลียสของธาตุใหม่เกิดขึ้น และให้พลังงานจำนวนมหาศาล ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบ่งออกได้ 2 ประเภท ดังนี้



1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission reaction) คือปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น เนื่องจากการยิงอนุภาคนิวตรอนเข้าไปยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียร์แตกออกเป็นนิวเคลียร์ที่เล็กลงสองส่วนกับให้อนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และคายพลังงานมหาศาลออกมา







นิวตรอนที่เกิดขึ้น 2-3 ตัวซึ่งมีพลังงานสูงจะวิ่งไปชนนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องไปเป็นลูกโซ่ ซึ่งเรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่ ซึ่งทำให้ได้พลังงานมหาศาล





แสดงปฏิกิริยาลูกโซ่



ปฏิกิริยาลูกโซ่นี้ถ้าไม่มีการควบคุม จะเกิดปฏิกิริยารุนแรงที่เรียกว่า ลูกระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) เพื่อควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่ให้เกิดรุนแรง นักวิทยาศาสตร์จึงได้สร้างเตาปฏิกรณ์ปรมาณู ซึ่งสามารถควบคุมการเกิดปฏิกิริยาได้โดยการควบคุมปริมาณนิวตรอนที่เกิดขึ้นไม่ให้มากเกินไป และหน่วงการเคลื่อนที่ของนิวตรอนให้ช้าลง ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้นำปฏิกิริยาฟิชชันแบบควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่มาใช้ประโยชน์ในทางสันติ เช่น ใช้ในการผลิตไอโซโทปกัมมันตรังสีสำหรับใช้ในการแพทย์ การเกษตร และอุตสาหกรรม ส่วนพลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยาฟิชชันที่ถูกควบคุมสามารถนำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้



2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fussion reaction) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเข้าเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า และมีการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ออกมา (พลังงานเกิดขึ้นจากมวลส่วนหนึ่งหายไป) พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันมีค่ามากกว่าพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน เมื่อเปรียบเทียบจากมวลส่วนที่เข้าทำปฏิกิริยา ปฏิกิริยาฟิวชันที่รู้จักกันในนาม ลูกระเบิดไฮโดรเจน (Hydrogen bomb) เชื่อกันว่าพลังงานจากดวงอาทิตย์เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันคือ นิวเคลียสของไฮโดรเจน 4 ตัวหลอมรวมกันได้นิวเคลียสของฮีเลียม อนุภาคโพสิตรอน มีมวลส่วนหนึ่งหายไป มวลส่วนที่หายไปเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจำนวนมหาศาล







ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันจะเกิดขึ้นได้ก็จะต้องใช้ความร้อนเริ่มต้นสูงมาก เพื่อเอาชนะแรงผลักระหว่างนิวเคลียสที่จะเข้ารวมตัวกัน เช่น ระเบิดไฮโดรเจนจะต้องใช้ความร้อนจากระเบิดปรมาณูเป็นตัวจุดชนวน



ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี

1. ด้านธรณีวิทยา มีการใช้ C-14 คำนวณหาอายุของวัตถุโบราณ หรืออายุของซากดึกดำบรรพ์ซึ่งหาได้ดังนี้ ในบรรยากาศมี C-14 ซึ่งเกิดจากไนโตรเจน รวมตัวกับนิวตรอนจากรังสีคอสมิกจนเกิดปฏิกิริยา แล้ว C-14 ที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจน แล้วผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช และสัตว์กินพืช คนกินสัตว์และพืช ในขณะที่พืชหรือสัตว์ยังมีชีวิตอยู่ C-14 จะถูกรับเข้าไปและขับออกตลอดเวลา เมื่อสิ่งมีชีวิตตายลง การรับ C-14 ก็จะสิ้นสุดลงและมีการสลายตัวทำให้ปริมาณลดลงเรื่อยๆ ตามครึ่งชีวิตของ C-14 ซึ่งเท่ากับ 5730 ปี





ดังนั้น ถ้าทราบอัตราการสลายตัวของ C-14 ในขณะที่ยังมีชีวิตอยู่และทราบอัตราการสลายตัวในขณะที่ต้องการคำนวณอายุวัตถุนั้น ก็สามารถทำนายอายุได้ เช่น ซากสัตว์โบราณชนิดหนึ่งมีอัตราการสลายตัวของ C-14 ลดลงไปครึ่งหนึ่งจากของเดิมขณะที่ยังมีชีวิตอยู่ เนื่องจาก C-14 มีครึ่งชีวิต 5730 ปี จึงอาจสรุปได้ว่าซากสัตว์โบราณชนิดนั้นมีอายุประมาณ 5730 ปี







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 เพื่อให้ได้ความหนาตามต้องการ







ในอุตสาหกรรมการผลิตถังแก๊ส อุตสาหกรรมก่อสร้าง การเชื่อมต่อท่อส่งน้ำมันหรือแก๊สจำเป็นต้องตรวจสอบความเรียบร้อยในการเชื่อต่อโลหะ เพื่อต้องการดูว่าการเชื่อมต่อนั้นเหนียวแน่นดีหรือไม่ วิธีการตรวจสอบทำได้โดยใช้รังสีแกมมายิงผ่านบริเวณการเชื่อมต่อ ซึ่งอีกด้านหนึ่งจะมีฟิล์มมารับรังสีแกมมาที่ทะลุผ่านออกมา ภาพการเชื่อมต่อที่ปรากฏบนฟิล์ม จะสามารถบอกได้ว่าการเชื่อมต่อนั้นเรียบร้อยหรือไม่







โทษของธาตุกัมมันตรังสี

เนื่องจากรังสีสามารถทำให้ตัวกลางที่มันเคลื่อนที่ผ่าน

เกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ รังสีจึงมีอันตรายต่อมนุษย์ ผลของรังสีต่อมนุษย์สามารถแยกได้เป็น 2 ประเภทคือ ผลทางพันธุกรรมและความป่วยไข้จากรังสี ผลทางพันธุกรรมจากรังสี

จะมีผลทำให้การสร้างเซลล์ใหม่ในร่างกายมนุษย์เกิดการกลายพันธุ์ โดยเฉพาะเซลล์สืบพันธุ์ ส่วนผลที่ทำให้เกิดความป่วยไข้จากรังสี เนื่องจากเมื่ออวัยวะส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายได้รับรังสี โมเลกุลของธาตุต่างๆ ที่ประกอบเป็นเซลล์จะแตกตัว ทำให้เกิดอากาป่วยไข้ได้

หลักในการป้องกันอันตรายจากรังสีมีดังนี้

- ใช้เวลาเข้าใกล้บริเวณที่มีกัมมันตภาพรังสีให้น้อยที่สุด

- พยายามอยู่ให้ห่างจากกัมมันตภาพรังสีให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้

- ใช้ตะกั่ว คอนกรีต น้ำ หรือพาราฟิน เป็นเครื่องกำบังบริเวณที่มีการแผ่รังสี
7 ก.ย. 2551 12:42


ความคิดเห็นที่ 206 จักรกฤษ (Guest)

อยากรู้ว่าด้านอาหารและด้านดวงดาวและท้องฟ้าของธาตุกัมมันตรังสี
10 ก.ย. 2551 10:25

แสดงความคิดเห็น

กรุณา Login ก่อนแสดงความคิดเห็น