บทที่4 พลังงานนิวเคลียร์
บทที่ 4 พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ คือ พลังงานรูปแแบบหนึ่งที่ได้จากความร้อนในปฎิกิริยานิวเคลียร์ เพื่อประโยชน์ในการสร้างความร้อนและผลิตไฟฟ้า
4.1 การค้นพบกัมมันตภาพรังสี คือ ได้มีการค้นพบธาตุกัมมันตรังสี 2 ธาตุ คือ พอโลเนียม และ เรเดียม ซึ่งรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสีนั้น เกิดจากการสลายตัวของนิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียร เรียกการสลายตัวแบบนี้ว่า กัมมันตภาพรังสี
4.2 ไอโซโทป (Isotope) คือ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่มีโปรตอนเท่ากัน(หรืออิเล็กตรอนเท่ากัน) แต่มีเลขมวลและจำนวนนิวตรอนต่างกัน (หรือมีมวลต่างกันอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน แต่จำนวนนิวตรอนอาจจะไม่เท่ากันก็ได้ ซึ่งมีผลทำให้มวลต่างกัน
 |
| ไอโซโทป |
4.3 กัมมันตภาพรังสี คือ เมื่อจำนวนนิวตรอนเพิ่มขึ้น จะทำให้นิวเคลียสไม่เสถียร และเกิดการเสื่อมสลายโดยตัวเอง หรือเกิดกัมมันตภาพรังสี และเรียกไอโซโทปของธาตุที่เกิดกัมมันตภาพรังสีนั้นว่า
ไอโซโทปกัมมันตรังสี (radioactive isotope)
 |
| ป้ายสัญลักษณ์กัมมันตภาพรังสี |
- การสลายให้อนุภาตแอลฟา คือ เป็นรูปแบบหนึ่งของการสลายตัวของกัมตภาพรังสีซึ่งนิวเคลียสอะตอมจะปลดปล่อยอนุภาคแอลฟาออกมา
- การสลายให้อนุภาคบีตา คือ เป็นรูปแบบหนึ่งของการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีที่อนุภาคบีตาถูกปลดปล่อยออกมา ในกรณีปลดปล่อยอิเล็กตรอน จะเป็น บีตาลบ (
) ขณะที่ในกรณีปลดปล่อยโพซิตรอนจะเป็นบีตาบวก (
) พลังานจลของอนุภาคบีตามีพิสัยสเปกตรัมต่อเนื่องจาก 0 ถึงค่าสูงสุดที่จะเป็นไป (Q) ซึ่งขึ้นกับสภาวะนิวเคลียร์ของต้นกำเนิดและลูกที่เกี่ยวข้องกับการสลาย โดยทั่วไป Q มีค่าประมาณ 1 MeV แต่สามารถมีพิสัยจากสองสาม keV ไปจนถึง สิบ MeV อนุภาคบีตากระตุ้นส่วนใหญ่มีความเร็วสูงมากเป็นซึ่งมีความเร็วใกล้เคียงอัตราเร็วของเสียง
- การสลายให้รังสีแกมมา คือ เกิดจากการที่นิวเคลียสมีพลังงานสูงและปรับให้กลับสู่สภาวะพลังงานต่ำด้วยการปล่อยโฟตอนออกมา ซึ่งจำนวนโปรตอนและนิวตอนจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงก่อนและหลังการสลายตัว
4.4 ครึ่งชีวิต คือ ระยะเวลาที่สารสลายตัวไปจนเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิมใช้สัญลักษณ์เป็น t1/2 นิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีที่ไม่เสถียร จะสลายตัวและแผ่รังสีได้เองตลอดเวลาโดยไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิหรือความดัน อัตราการสลายตัว เป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนอนุภาคในธาตุกัมมันตรังสีนั้น ปริมาณการสลายตัวจะบอกเป็นครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทป
- ปฏิกิริยาฟิชชัน (Nuclear Fission) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เป็นผลจากการแตกตัวของนิวเคลียสของธาตุหนัก โดยกระบวนการที่เกิดขึ้นจากการยิง นิวตรอนไปยังนิวเคลียสของอะตอมหนัก แล้วทำให้นิวเคลียสแตกออกเป็น 2 ส่วนเกือบเท่ากัน
- ปฏิกิริยาฟิวชัน (Nuclear fusion) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบาหลอมรวมกันเข้าเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า และมีการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ออกมา
4.6 การประยุกต์ใช้พลังงานนิวเคลียร์และกัมมันตภาพรังสีด้านการแพทย์ คือ การนำรังสี หรือสารกัมมันตรังสีมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในทางการแพทย์นั้น เป็นส่วนหนึ่งของเทคโนโลยีนิวเคลียร์ที่ได้มีการคิดค้น และปรับปรุงขึ้น เพื่อช่วยให้แพทย์สามารถดำเนินการวินิจฉัย และรักษาโรคได้อย่างถูกต้อง รวดเร็ว และดียิ่งขึ้น ประโยชน์จากรังสีในทางการแพทย์มีหลายด้าน
 |
| ภาพถ่ายรังสีแกมมา |
- ด้านโบราณคดี คือ เป็นการหาอายุของวัตถุโบราณ หรือซากสิ่งมีชีวิตโดยพิจารณาจากการสลายของไอโซโทปกัมมันตรังสี ที่อยู่ในวัตถุโบราณหรือซากสิ่งมีชีวิต
- ด้านเกษตรกรรม คือ สามารถกำจัดแมลง การควบคุมการงอก และการสุกของผลิตผลทางการเกษตร และสามารถทำให้พยาธิ และเชื้อแบคทีเรียที่เป็นอันตรายในเนื้อสัตว์ได้
- ด้านอุตสาหกรรม คือ มี 2 จำแนก คือ 1.การพัฒนาปรับปรุงการผลิต เช่น อุตสหกรรมอาหาร การปรับปรุงพันธ์พืชและทำลายเชื้อโรค 2.การควบคุมการผลิต เช่น อุตสหกรรมเคมี ใช้ตรวจวัดปริมาณ ความหนาแน่นของของเหลว อุตสหกรรมปิโตเลียม ใช้วัดหาปริมาณตะกั่ว และกำมะถัน
หน่วยทางรังสี
คือ วัดโดยการพิจารณาการเกิดกัมมันตภาพรังสีโดนตรง หรือพิจารณาจากผลของกัมมันตรังสี
 |
| ปริมาณ และหน่วยทางรังสี |
ปริมาณที่ส่งผลกระทบต่อร่างกาย
 |
| ปริมาณรังสีที่ส่งผลกระทบต่อร่างกาย |
- เครื่องวัดกัมมันตภาพรังสี คือ เป็นเครื่องวัดการรั่วไหลของธาตุกัมมันตรังสี เช่น รังสีแอลฟา รังสีบีตา รังสีแกมมา
เครื่องวัดกัมมันตภาพรังสี
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น