อยากทราบประโยชน์และโทษของธาตุ สารประกอบ ธาตุกัมมันตรังสี อะค่ะ

อยากทราบประโยชน์และโทษของธาตุ สารประกอบ ธาตุกัมมันตรังสี อะค่ะ คือมันต้องใช้ด่วนอะคะ
13 ธ.ค. 2548 17:46
277 ความเห็น
350857 อ่าน


ความคิดเห็นที่ 1  au_pe19@hotmail.com (Guest)

อยากได้ประโยชน์ของ ธาตุ สารประกอบและก็ของธาตุกัมมันตรังสี เหมือนข้างบนค่ะคือครูสั่งงานมามันเร่งด่วนมากเลยค่ะ
21 ธ.ค. 2548 19:25


ความคิดเห็นที่ 3 bbb_8428@thaimail.com (Guest)

อยากได้วิธีการใช้ธาตุกัมมันตรังสีเร่งด่วนค่ะ

ใครเจอจะขอบพระคุณอย่างสูงค่ะ
5 ม.ค. 2549 21:31


ความคิดเห็นที่ 4 bbb_8428@thaimail.com (Guest)

อย่าลืมนะค่ะ..............
5 ม.ค. 2549 21:39


ความคิดเห็นที่ 5 so_yui@chaiyo.com (Guest)

อยากได้ธาตุกัมมันตรังสี 1 ธาตุ บอกการเกิด ครึ่งชีวิตและปฏิกิริยา มีใครรู้บ้างจะทำงานส่งอาจารย์จ้นเดือนกุมภานี้แว้วววววววววว
21 ม.ค. 2549 01:29


ความคิดเห็นที่ 6 ทีโอน่า (Guest)

เนื้อหายังไม่ชัดเจน
23 ม.ค. 2549 20:01


ความคิดเห็นที่ 7 hook (Guest)

อยากได้เหมือนกัน
24 ม.ค. 2549 20:27


ความคิดเห็นที่ 9 เด็กม.1 รร.สาธิตประสานมิตร (Guest)

ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี

-ด้านการแพทย์

ใช้ Co-60 , Ra-226 รักษาโรคมะเร็งใช้ I-131 ตรวจความผิดปกติของต่อมไทรรอยด์

-ด้านเกษตรกรรม

ใช้ Co-60 ในการถนอมอาหาร เนื่องจากสามารถยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์ในอาหารได้

-ด้านพลังงาน

ใช้ U-238 เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์

-ด้านธรณีวิทยา

ใช้ C-14 ในการหาอายุของวัตถุโบราณ

-ด้านอุตสาหกรรม

ใช้รังสีตรวจหารอยรั่งของท่อส่งน้ำมัน ใช้การฉายรังสีเพื่อเพิ่มความสวยงามของอัญมณี

โทษของธาตุกัมมันตรังสี

ทำให้โมเลกุลภายในเซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลง ไม่สามารถทำงานได้อย่างปกติ
31 ม.ค. 2549 18:02


ความคิดเห็นที่ 10 ม.2 รร.สตรีมหาพฤฒาราม (Guest)

ธาตุกัมมันตรังสี







ในปี ค.ศ. 1896 (พ.ศ. 2439) อองตวน อองรี เบ็กเคอเรล นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสพบว่า เมื่อเก็บแผ่นฟิล์มถ่ายรูปที่หุ้มด้วยกระดาษสีดำไว้กับสารประกอบของยูเรเนียม ฟิล์มจะมีลักษณะเหมือนถูกแสง และเมื่อทำการทดลองกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ ก็ได้ผลเช่นเดียวกัน จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีรังสีแผ่ออกมาจากธาตุยูเรเนียม ต่อมาปีแอร์ และมารี กูรี ได้ค้นพบว่าธาตุยูพอโลเนียม เรเดียม และทอเรียม ก็สามารถแผ่รังสีได้เช่นเดียวกัน เพราะฉะนั้นจึงสรุปได้ว่า







ธาตุกัมมันตรังสี คือธาตุที่มีสมบัติในการแผ่รังสี



กัมภาพรังสี คือปรากฎการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้อย่างต่อเนื่อง







ความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาเคมีและปฏิกิริยานิวเคลียร์

ปฏิกิริยาเคมี เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อยู่ภายนอกนิวเคลียส ปฏิกิริยานิวเคลียร์ เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงาน หรือการเปลี่ยนจำนวนอนุภาคในนิวเคลียสจะให้พลังงานออกมาจำนวนมหาศาล ซึ่งอาจเกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียสที่มีขนาดใหญ่หรือการรวมตัวของนิวเคลียสของอะตอมที่มีขนาดเล็ก



แรงนิวเคลียร์

แรงนิวเคลียร์ คือแรงยึดที่ทำให้โปรตอน – นิวตรอนเกาะกันอยู่ในนิวเคลียสได้

ลักษณะของแรงนิวเคลียร์ พอสรุปได้ดังนี้



1.แรงนิวเคลียร์เป็นแรงดึงดูดระหว่าง



โปรตอน-โปรตอน โปรตอน-นิวตรอน นิวตรอน-นิวตรอน

2.แรงดึงดูดระหว่างโปรตอน กับโปรตอน เป็นแรงที่ส่งผลในระยะที่สั้นมาก (ต่ำกว่ารัศมีของนิวเคลียส)







เสถียรภาพของนิวเคลียส คือ การที่เลขอะตอมมากขึ้น จำนวนนิวตรอนจะมีมากกว่าจำนวนโปรตอน เส้นกราฟจะเป็นเส้นโค้งเบนออกจากเส้นตรง เรียกว่า เส้นเสถียรภาพ (Stability line) ธาตุ

C

N

O

Ca

Br

Ba

Rn



จำนาวนโปรตอน



จำนวนนิวตรอน

6



6

7



7

8



8

20



20

35



45

56



81

86



136

















การแผ่รังสีของอนุภาคแอลฟา

อนุภาคแอลฟาประกอบด้วยโปรตอน 2 อนุภาค นิวตรอน 2 อนุภาค



การแตกสลายตัวโดยการแผ่รังสีแอลฟา มักเกิดจากการแตกสลายตัวของนิวเคลียสที่มีเลขอะตอม 83 ขึ้นไป ทั้งนี้เพราะแรงผลักในนิวเคลียสที่มากกว่าแรงยึดเหนี่ยวจึงทำให้นิวเคลียสพยายามลดโปรตอน – นิวตรอนลงมา เพื่อให้นิวเคลียสสเถียi



การแตกสลายของอนุภาคแอลฟา อะตอมใหม่จะมี เลขอะตอมลดลง 2 เลขมวลลดลง 4



อนุภาคแอลฟา มีอำนาจทะลุทะลวงต้ำฃ่เพียงแค่กระดาษ อากาศที่หนาประมาณ 2-3 cm น้ำที่หนาขนาดมิลลิเมตร หรือโลหะบางๆ ก็สามารถกั้นอนุภาคแอลฟาได้











การแผ่รังสีอนุภาคบีตา โพซิตรอน





- การแตกสลายอนุภาคบีตาและโพซิตรอน เกิดเนื่องจากอัตราส่วนโปรตอนต่อนิวตรอน ในนิวเคลียสเบนออกจากเส้นเสถียรภาพ



การแผ่รังสีของอนุภาคบีตา

- มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน คือ ประจุเป็น –1 มวลเท่ากับมวลของอิเล็กตรอน



มีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า



- มีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง



การแผ่รังสีของอนุภาคโพซิตรอน

- โพซิตรอนมีสมบัติเช่นเดียวกับอนุภาคบีตา ต่างกันที่โพซิตรอนมีประจุบวกและไม่เสถีย



- นิวเคลียสมีจำนวนโปรตอนมากกว่านิวตรอน เมื่อเทียบจากไอโซโทปที่เสถียรของธาตุเดียวกัน







การแผ่รังสีแกมมา

รังสีแกมมาเป็นรังสีที่มีพลังงานสูง ไม่มีประจุ ไม่มีมวล เป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า



มีความเร็วเท่ากับความเร็วแสง



- ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก



มีอำนาจทะลุทะลวงสูง



การเปลี่ยนแปลงที่ให้รังสีแกมมาจะเกิดจากไอโซโทปกัมมันตรังภาพรังสีบางชนิดที่สลายตัวให้รังสีแอลฟาหรือบีตาแต่นิวเคลียสยังมีพลังงานสูง หรือยังอยู่ในสภาวะที่กระตุ้น เมื่อนิวเคลียสกับมาสู่ภาวะปกติ จึงปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูป รังสีแกมมา การแผ่รังสีนี้จะไม่ทำให้เลขมวล และเลขอะตอมเปลี่ยนแปลง







ครึ่งชีวิตของธาตุ

ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทปและสามารถใช้เปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดได้



นิวเคลียสของไอโซโทปกัมมันตรังสีไม่เสถียร จะสลายตัวและแผ่รังสีตลอดมา โดยไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน



ปริมาณการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีจะบอกเป็นครึ่งชีวิต











วิธีการตรวจธาตุกัมมันตรังสี





1. ให้ฟิล์มถ่ายรูปหุ้มสารนั้นในที่มืด แล้วนำฟิล์มไปล้าง ถ้าเป็นสารแผ่รังสี ฟิล์มจะปรากฎสีดำ



2. เอาสารที่เป็นกัมมันตรังสีเข้าใกล้ๆสารเรืองแสง ถ้าเป็นสารแผ่รังสีจะมีแสงเรืองเกิดขึ้น



3. ใช้เครื่องมือไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ จะมีหน้าปัดบอกปริมาณรังสีที่แผ่ออกมาได้





ปฏิกิริยานิวเคลียร์





ปฏิกิริยาฟิวชัน

ปฏิกิริยาฟิวชัน เป็นปฏิกิริยาตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาฟิสชัน ในปฏิกิริยาฟิวชันเกิดจาดไอโซโทป 2 ไอโซโทป ซึ่งปกติเป็นธาตุที่เบารวมตัวกันกลายเป็นธาตุใหม่ ปฏิกิริยานี้แบบนี้จะมีการการคายความร้อนออกมาจำนวนมหาศาลและมากกว่าปฏิกิริยาฟิสชันเสียอีก ปฏิกิริยาฟิวชันที่รู้จักกันดี คือ ปฏิกิริยาระเบิดไฮโดรเจน



ปฏิกิริยาฟิวชันมีข้อดีกว่าปฏิกิริยาฟิสชัน



1. พลังงานที่คายออกมาสูงกว่า



2. ผลที่ได้มักจะไม่เป็นสารกัมมันตรังสี จึงไม่มีปัญหาการกำจัดกาก







ปฏิกริยาฟิสชัน







ปฏิกริยาฟิสชันเกิดขึ้นภายใต้ภาวะที่เหมาะสมจะได้จำนวนนิวตรอนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมหาศาล ถ้าไม่สามารถควบคุมปฏิกิริยาได้แอาจเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง







ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี



1. ทำเตาปฏิกรณ์ปรมาณู ทำโรงงานไฟฟ้าพลังงานปรมาณู และเรือดำน้ำปรมาณู



2. ใช้สร้างธาตุใหม่หลังยูเรเนียม สร้างขึ้นโดยยิงนิวเคลียสของธาตุหนักด้วยอนุภาคแอลฟา หรือด้วยนิวเคลียสอื่นๆ ที่ค่อนข้างหนัก และมีพลังงานสูง



3. ใช้ศึกษากลไกของปฏิกิริยาเคมี เช่น การเกิดปฏิกิริยาของเอสเทอร์



4. ใช้ในการหาปริมาณวิเคราะห์



5. ใช้ในการหาอายุของซากสิ่งมีชีวิต



6. การรักษาโรค เช่น มะเร็ง







โทษของธาตุกัมมันตรังสี

ถ้าร่างกายได้รับจะทำให้โมเลกุลภายในเซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลง ไม่สามารถทำงานตามปกติได้ ถ้าเป็นเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดลักษณะก็จะเกิดการผ่าเหล่า เมื่อเข้าไปในร่างกายจะไปสะสมในกระดูก แสงอนุภาคแอลฟาที่เปล่งออกมาจะไปทำลายเซลล์ที่ทำหน้าที่ผลิตเม็ดเลือดแดง ทำให้เกิดมะเร็งในเม็ดเลือดได้
1 ก.พ. 2549 19:54


ความคิดเห็นที่ 11 ม.1ค่ะ (Guest)

ขอบคุณคห.9มานะค่ะ

ตรงมากๆเลย

คห.10อะcopyจาก61.19.145.7/student/science403/chem/web/group6/6.htm

มาแหละ

555+

รู้ทันแล้วทำมาเป็นหามาเยอะ
2 ก.พ. 2549 17:17


ความคิดเห็นที่ 12 เด็กม2.ตาคลีประชาสรรค์ (Guest)

ธาตุกัมมันตรังสีมันเกี่ยวกับสารประกอบหรือธาตุหรือเปล่าอ่าครับขอด่วนเลยนะครับส่งพรุ่งนี้คาบแรกแย่ว
5 ก.พ. 2549 17:43


ความคิดเห็นที่ 13 baby_bad5@hotmail.com (Guest)

อยากได้เนื้อหาสมบัติของธาตุและสารประกอบมากๆส่งพรุ่งนี้แล้ว
13 ก.พ. 2549 12:43


ความคิดเห็นที่ 14 nahanapa401@thaimail.com (Guest)

อยากได้เรื่องปฏิกิริยาเคมีในชิวิตประจำวันและการเกิดปฏิกิริยาเคมี พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี การวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยา ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการการเกิดปกิกิริยาเคมี ช่วยบอกทีจะส่งงานวันจันทร์แล้ว
17 ก.พ. 2549 19:09


ความคิดเห็นที่ 15 golden_sun_max@hotmail.com (Guest)

ผมขอความช่วยเหลือหน่อยครับ มีปัญหานิดหน่อย คือ อยากได้ความรู้เรื่องเกี่ยวกับ

-เลขอะตอม

-สารประกอบ

-ธาตุ

-การทำปฏิกิริยาของธาตุและสารประกอบ

ขอขอบคุณเป็นอย่างสูงเลยนะครับ สำหรับผู้ที่ให้การช่งยเหลือครับ หวังว่าจะมีคนช่วยเหลือผมหน่อยนะครับ ผมต้องการเป็นอย่างยิ่งครับ ขอบคุณครับ
18 มี.ค. 2549 21:42


ความคิดเห็นที่ 16 bee685724@hotmail.com (Guest)

ธาตุกัมมันตรังสี



ในปี ค.ศ. 1896 (พ.ศ. 2439) อองตวน อองรี เบ็กเคอเรล นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสพบว่า เมื่อเก็บแผ่นฟิล์มถ่ายรูปที่หุ้มด้วยกระดาษสีดำไว้กับสารประกอบของยูเรเนียม ฟิล์มจะมีลักษณะเหมือนถูกแสง และเมื่อทำการทดลองกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่นๆ ก็ได้ผลเช่นเดียวกัน จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีรังสีแผ่ออกมาจากธาตุยูเรเนียม ต่อมาปีแอร์ และมารี กูรี ได้ค้นพบว่าธาตุยูพอโลเนียม เรเดียม และทอเรียม ก็สามารถแผ่รังสีได้เช่นเดียวกัน เพราะฉะนั้นจึงสรุปได้ว่า



ธาตุกัมมันตรังสี คือธาตุที่มีสมบัติในการแผ่รังสี

กัมภาพรังสี คือปรากฎการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้อย่างต่อเนื่อง



ความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาเคมีและปฏิกิริยานิวเคลียร์

ปฏิกิริยาเคมี เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อยู่ภายนอกนิวเคลียส ปฏิกิริยานิวเคลียร์ เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงาน หรือการเปลี่ยนจำนวนอนุภาคในนิวเคลียสจะให้พลังงานออกมาจำนวนมหาศาล ซึ่งอาจเกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียสที่มีขนาดใหญ่หรือการรวมตัวของนิวเคลียสของอะตอมที่มีขนาดเล็ก

แรงนิวเคลียร์

แรงนิวเคลียร์ คือแรงยึดที่ทำให้โปรตอน – นิวตรอนเกาะกันอยู่ในนิวเคลียสได้

ลักษณะของแรงนิวเคลียร์ พอสรุปได้ดังนี้

1.แรงนิวเคลียร์เป็นแรงดึงดูดระหว่าง

โปรตอน-โปรตอน โปรตอน-นิวตรอน นิวตรอน-นิวตรอน

2.แรงดึงดูดระหว่างโปรตอน กับโปรตอน เป็นแรงที่ส่งผลในระยะที่สั้นมาก (ต่ำกว่ารัศมีของนิวเคลียส)



เสถียรภาพของนิวเคลียส คือ การที่เลขอะตอมมากขึ้น จำนวนนิวตรอนจะมีมากกว่าจำนวนโปรตอน เส้นกราฟจะเป็นเส้นโค้งเบนออกจากเส้นตรง เรียกว่า เส้นเสถียรภาพ (Stability line)

ธาตุ C N O Ca Br Ba Rn

จำนาวนโปรตอน

จำนวนนิวตรอน 6

6 7

7 8

8 20

20 35

45 56

81 86

136







การแผ่รังสีของอนุภาคแอลฟา

อนุภาคแอลฟาประกอบด้วยโปรตอน 2 อนุภาค นิวตรอน 2 อนุภาค

การแตกสลายตัวโดยการแผ่รังสีแอลฟา มักเกิดจากการแตกสลายตัวของนิวเคลียสที่มีเลขอะตอม 83 ขึ้นไป ทั้งนี้เพราะแรงผลักในนิวเคลียสที่มากกว่าแรงยึดเหนี่ยวจึงทำให้นิวเคลียสพยายามลดโปรตอน – นิวตรอนลงมา เพื่อให้นิวเคลียสสเถียi

การแตกสลายของอนุภาคแอลฟา อะตอมใหม่จะมี เลขอะตอมลดลง 2 เลขมวลลดลง 4

อนุภาคแอลฟา มีอำนาจทะลุทะลวงต้ำฃ่เพียงแค่กระดาษ อากาศที่หนาประมาณ 2-3 cm น้ำที่หนาขนาดมิลลิเมตร หรือโลหะบางๆ ก็สามารถกั้นอนุภาคแอลฟาได้





การแผ่รังสีอนุภาคบีตา โพซิตรอน



- การแตกสลายอนุภาคบีตาและโพซิตรอน เกิดเนื่องจากอัตราส่วนโปรตอนต่อนิวตรอน ในนิวเคลียสเบนออกจากเส้นเสถียรภาพ

การแผ่รังสีของอนุภาคบีตา

- มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน คือ ประจุเป็น –1 มวลเท่ากับมวลของอิเล็กตรอน

มีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า

- มีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง

การแผ่รังสีของอนุภาคโพซิตรอน

- โพซิตรอนมีสมบัติเช่นเดียวกับอนุภาคบีตา ต่างกันที่โพซิตรอนมีประจุบวกและไม่เสถีย

- นิวเคลียสมีจำนวนโปรตอนมากกว่านิวตรอน เมื่อเทียบจากไอโซโทปที่เสถียรของธาตุเดียวกัน



การแผ่รังสีแกมมา

รังสีแกมมาเป็นรังสีที่มีพลังงานสูง ไม่มีประจุ ไม่มีมวล เป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

มีความเร็วเท่ากับความเร็วแสง

- ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก

มีอำนาจทะลุทะลวงสูง

การเปลี่ยนแปลงที่ให้รังสีแกมมาจะเกิดจากไอโซโทปกัมมันตรังภาพรังสีบางชนิดที่สลายตัวให้รังสีแอลฟาหรือบีตาแต่นิวเคลียสยังมีพลังงานสูง หรือยังอยู่ในสภาวะที่กระตุ้น เมื่อนิวเคลียสกับมาสู่ภาวะปกติ จึงปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูป รังสีแกมมา การแผ่รังสีนี้จะไม่ทำให้เลขมวล และเลขอะตอมเปลี่ยนแปลง



ครึ่งชีวิตของธาตุ

ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทปและสามารถใช้เปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดได้

นิวเคลียสของไอโซโทปกัมมันตรังสีไม่เสถียร จะสลายตัวและแผ่รังสีตลอดมา โดยไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน

ปริมาณการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีจะบอกเป็นครึ่งชีวิต





วิธีการตรวจธาตุกัมมันตรังสี



1. ให้ฟิล์มถ่ายรูปหุ้มสารนั้นในที่มืด แล้วนำฟิล์มไปล้าง ถ้าเป็นสารแผ่รังสี ฟิล์มจะปรากฎสีดำ

2. เอาสารที่เป็นกัมมันตรังสีเข้าใกล้ๆสารเรืองแสง ถ้าเป็นสารแผ่รังสีจะมีแสงเรืองเกิดขึ้น

3. ใช้เครื่องมือไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ จะมีหน้าปัดบอกปริมาณรังสีที่แผ่ออกมาได้



ปฏิกิริยานิวเคลียร์



ปฏิกิริยาฟิวชัน

ปฏิกิริยาฟิวชัน เป็นปฏิกิริยาตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาฟิสชัน ในปฏิกิริยาฟิวชันเกิดจาดไอโซโทป 2 ไอโซโทป ซึ่งปกติเป็นธาตุที่เบารวมตัวกันกลายเป็นธาตุใหม่ ปฏิกิริยานี้แบบนี้จะมีการการคายความร้อนออกมาจำนวนมหาศาลและมากกว่าปฏิกิริยาฟิสชันเสียอีก ปฏิกิริยาฟิวชันที่รู้จักกันดี คือ ปฏิกิริยาระเบิดไฮโดรเจน

ปฏิกิริยาฟิวชันมีข้อดีกว่าปฏิกิริยาฟิสชัน

1. พลังงานที่คายออกมาสูงกว่า

2. ผลที่ได้มักจะไม่เป็นสารกัมมันตรังสี จึงไม่มีปัญหาการกำจัดกาก



ปฏิกริยาฟิสชัน



ปฏิกริยาฟิสชันเกิดขึ้นภายใต้ภาวะที่เหมาะสมจะได้จำนวนนิวตรอนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมหาศาล ถ้าไม่สามารถควบคุมปฏิกิริยาได้แอาจเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง



ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี

1. ทำเตาปฏิกรณ์ปรมาณู ทำโรงงานไฟฟ้าพลังงานปรมาณู และเรือดำน้ำปรมาณู

2. ใช้สร้างธาตุใหม่หลังยูเรเนียม สร้างขึ้นโดยยิงนิวเคลียสของธาตุหนักด้วยอนุภาคแอลฟา หรือด้วยนิวเคลียสอื่นๆ ที่ค่อนข้างหนัก และมีพลังงานสูง

3. ใช้ศึกษากลไกของปฏิกิริยาเคมี เช่น การเกิดปฏิกิริยาของเอสเทอร์

4. ใช้ในการหาปริมาณวิเคราะห์

5. ใช้ในการหาอายุของซากสิ่งมีชีวิต

6. การรักษาโรค เช่น มะเร็ง



โทษของธาตุกัมมันตรังสี

ถ้าร่างกายได้รับจะทำให้โมเลกุลภายในเซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลง ไม่สามารถทำงานตามปกติได้ ถ้าเป็นเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดลักษณะก็จะเกิดการผ่าเหล่า เมื่อเข้าไปในร่างกายจะไปสะสมในกระดูก แสงอนุภาคแอลฟาที่เปล่งออกมาจะไปทำลายเซลล์ที่ทำหน้าที่ผลิตเม็ดเลือดแดง ทำให้เกิดมะเร็งในเม็ดเลือดได้

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

การสลายให้อนุภาคแอลฟา I การสลายให้อนุภาคบีตา I การสลายให้รังสีแกมมา I วิธีตรวจสอบการแผ่รังสีของสาร



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

ประโยชน์และโทษของกัมมันตภาพรังสี





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 มีครึ่งขีวิต 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 อุสสาหกรรมก่อสร้าง การเชื่อมต่อท่อส่งน้ำมันหรือแก๊สจำเป็นต้องตรวจสอบความเรียบร้อยในการเชื่อต่อโลหะ เพื่อต้องการดูว่าการเชื่อมต่อนั้นเหนียวแน่นดีหรือไม่ วิธีการตรวจสอบทำได้โดยใช้รังสีแกมมายิงผ่านบริเวณการเชื่อมต่อ ซึ่งอีกด้านหนึ่งจะมีฟิล์มมารับรังสีแกมมาที่ทะลุผ่านออกมา ภาพการเชื่อมต่อที่ปรากฎบนฟิล์ม 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
22 มี.ค. 2549 19:00


ความคิดเห็นที่ 17 โดย นิว

กอปมาดุ้นๆ









ประโยชน์ก็มีหมดแล้ว คิคิ
30 มี.ค. 2549 02:38


ความคิดเห็นที่ 18 pkk_petbarkk@hotmail.com (Guest)

อยากได้ความหมายของโปรตอน

แล้วอนุภาคที่มาจากธาตุบวกหรือเปล่าที่เราเรียกว่า โปรตอน

ช่วยด้วยนะค่ะต้องส่งครูแล้วค่ะ
9 เม.ย. 2549 12:49


ความคิดเห็นที่ 19 โดย aum

เน็ตมันมีข้อมูลตั้งเยอะแยะ มาขอกานอย่างเดียวเยย -*-
10 เม.ย. 2549 11:05


ความคิดเห็นที่ 22 โนเนม (Guest)

อ่าขอบคุนทุกท่านที่บอก^ ^
5 มิ.ย. 2549 13:55


ความคิดเห็นที่ 23 nunattnarak@hotmail.com (Guest)

สมบัติของสารประกอบไอโดรคาร์บอน
11 มิ.ย. 2549 13:27


ความคิดเห็นที่ 24 lak_naruk.3@hotmail.com (Guest)

ขอบคุณมากๆ ๆ ๆ ค่ะที่บอกข้อมูลมาให้
12 มิ.ย. 2549 14:41

แสดงความคิดเห็น

กรุณา Login ก่อนแสดงความคิดเห็น