ฟิสิกส์นิวเคลียร์
การค้นพบกัมมันตภาพรังษี
ปลายคริสตศตวรรษที่ 19 ในปี ค.ศ. 1896 Henri Becquerel
ค้นพบว่า เกลือของแร่ยูเรเนียมมีรังษีประหลาด
สามารถทำให้ฟิล์มถ่ายรูปดำได้
ทำให้เขาเป็นคนแรกที่ค้นพบกัมมันตภาพรังษีซึ่งเป็นปรากฎการณ์ธรรมชาติซึ่งมีมาตั้งแต่ดึกดำบรรพ์
เบคเคอเรล เป็นคนแรกที่
ทำการทดลองเกี่ยวกับการแผ่รังสีเอกช์จากสารชนิดต่าง ๆ
โดยการนำฟิล์มถ่ายรูป
ห่อสารประกอบยูเรเนียมแล้วใช้กระดาษห่อทับไว้อีกชั้นหนึ่งเพื่อไม่ให้แสงเข้า
เมื่อนำชุดทดลองไปวางไว้กลางแจ้งให้ได้รับแสงแดด
แล้วนำฟิล์มไปล้างพบว่าฟิล์มจะดำทุกครั้ง
ตอนแรกเบคเคอเรลคิดว่าการดำของฟิล์มเกิดจากรังษีเอกซ์ที่แผ่ออกมาจากสารประกอบยูเรเนียม
เมื่อถูกความร้อนจากแสงแดด แต่มีครั้งหนึ่งเขาลืมชุดการทดลองไว้ในลิ้นชัก
( จึงไม่ถูกแสงเลย ) ปรากฎว่า
ฟิล์มที่หอชุดการทดลองดำคล้ายๆกับฟิล์มที่ถุกแสง
เมื่อทำการทดลองหลายๆครั้งผลที่ปรากำเป็นเช่นเดิม
และยังพบว่ารอยดำจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับอะตอมในสารประกอบ
รังสีที่แผ่ออกมานี้มีสมบัติเหมือนกับรังสีเอกซ์ กล่าวคือ
มีความเข้มน้อยกว่ารังสีเอกซ์
และแผ่รังษีออกมาตลอดเวลาโดยไม่จำเป็นต้องมีโฟตอนของแสงภายนอกมาให้พลังงาน
ทั้งยังทำให้อากาศแตกตัวเป็นอิออนได้ดีกว่ารังษีเอกซ์
รังสีดังกล่าวได้ชื่อว่า " กัมมันตภาพรังษี
"และธาตุที่แผ่รังสีนี้ออกมาเรียกว่า " ธาตุกัมมันตรังสี "
มาดามคูรี่ เชื่อว่ารังสีประหลาด
มาจากธาตุเคมีในแร่ยูเรเนียม และได้ทำการทดลองค้นคว้าอย่างอดทน
จนพบและแยกธาตุนั้นออกมาได้ แล้วได้ชื่อว่า เรเดียมซึ่งแปลว่าธาตุส่องแสง
สมบัติที่น่าทึกของเรเดียมคือ
ความสามารถในการปล่อยพลังงานออกมาในสภาพรังสีได้ตลอดเวลา
เมื่อได้ศึกษาการปล่อยรังสีของเรเดียมและยูเรเนียมอย่างละเอียด
พบว่าเรเดียมมีน้ำหนักลดลงเล็กน้อยหลังจากทิ้งไว้นานๆ
ค.ศ. 1899 รัทเธอร์ฟอร์ดพบว่าธาตุยูเรเนียมแผ่รังษีได้ 2
ชนิด และได้ตั้งชื่อรังสีที่มีอำนาจทะลุทะลลวงต่ำว่า รังสีแอลฟา
และรังสีที่มีอำนาจทะลุทะลวงสูงว่า รังสีเบตา
ค.ศ. 1900
วิลลาร์ดพบรังสีแกมมาซึ่งมีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีเบตาค.ศ. 1900
เบคเคอเรล พบว่ารังสีเบตาคืออนุภาคอิเล็กตรอนที่มีความสูงมาก
ค.ศ. 1903 แรมเซย์ และซอดดี
พบว่ารังสีแอลฟาคืออะตอมของฮีเลียมที่ขาดอิเล็กตรอนไป 2
ตัวหรือนิวเคลียสของฮีเลียม
และรังสีแกมมาคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงมาก (
โดยมีความถี่สูงกว่ารังสีเอกซ์ )
เลขมวล เลขอะตอมและสัญลักษณ์ของนิวเคลียร์
นิวคลีออน คือ อนุภาคที่รวมกันอยู่ในนิวเคลียร์
ซึ่งหมายถึง โปรตรอน
และ นิวตรอน สัญลักษณ์ของ นิวเคลียร์
X เป็นสัญลักษณ์ของนิวเคลียร์นั้น
A เป็นเลขมวลของธาตุ หมายถึง
จำนวนนิวคลีออนภายในนิวเคลียร์หรือเป็นเลขจำนวนเต็มที่มีค่าใกล้เคลียงกับมวลอะตอมในหน่วย
u ของธาตุนั้น
สัญลักษณ์ที่ควรทราบ
Proton ใช้สัญลักษณ์เป็น
Neutron ใช้สัญลักษณ์เป็น
อนุภาคแอลฟา ใช้สัญลักษณ์เป็น
อนุภาคเบตา ใช้สัญลักษณ์เป็น
รังสีแกมมา ใช้สัญลักษณ์เป็น
การเกิดกัมมันตภาพรังสี
1. เกิดจากนิวเคลียสในภาวะพื้นฐาน
รับพลังจำนวนมากทำให้นิวเคลียสกระโดดไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น
ก่อนกลับสู่ภาวะพื้นฐานนิวเคลียร์จะคลายพลังงานออกมาในรูป "
โฟตอนที่มีพลังงานสูง " ย่านความถี่รังสี Y
2. เกิดจากการที่นิวเคลียร์บางอัน อยู่ในสภาพไม่เสถียร
คือมีอนุภาคบางอนุภาคมากหรือน้อยเกินไป ลักษระนี้นิวเคลียร์จะปรับตัว
คายอนุภาคเบตาหรือแอลฟาออกมา
** สมมติฐานของ Rutherford และ Soddy เกี่ยวกับการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี
1. ธาตุกัมมันตรังสีจะแตกตัวออกเป็นสารใหม่ด้วยการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟา
หรืออนุภาคเบตา, สารใหม่ที่ได้จากการแตกตัว จะเป็นอะตอมของธาตุใหม่
ซึ่งมีสมบัติเคมีผิดแผกไปจากอะตอมของธาตุเดิม
และในบางครั้งอะตอมของธาตุใหม่จะเป็นธาตุกัมมันตรังสีซึ่งสามารถแยกกัมมันตรังต่อๆไปได้อีก
2. การสลายตัวที่เกิดขึ้นของธาตุกัมมันตรังสีไม่ขึ้นกับอิทธิพลสภาพแวดล้อมภายนอกของนิวเคลียสเลย
( เช่นความดัน , อุณหภูมิ )แต่การสลายตัวนี้จะเป็นไปตามหลักของทางสถิติ
ที่เกี่ยวกับโอกาสและกระบวนการสุ่ม
และอัตราการสลายตัวของนิวเคลียสของกัมมันตรังสี
เป็นสั่นส่วนโดยตรงกับจำนวนนิวเคลียสที่พร้อมจะสลายตัว
ชนิดของกัมมันตภาพรังสี
กัมมันตภาพรังสีมี 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา (alpha, )
และรังสีเบตา (Beta, )และรังสีแกมมา ( gamma, )
การวิเคราะห์ชนิดของประจุของสารกัมมันตภาพรังสีโดยใช้สนามแม่เหล็ก
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น