พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ คือ พลังงานที่ได้จากการที่นิวเคลียสแตกตัวนั่นเอง พลังงานนิวเคลียร์จะมีค่ามากมายมหาศาล และขณะที่นิวเคลียสแตกตัว ปล่อยอนุภาคออกมานั้น เป็นกฎการสลายตัว จะเกิดนิวเคลียสธาตุใหม่พร้อมทั้งพลังงานนิวเคลียร์นั่นเอง ส่วนกัมมันตภาพ (Ratio activity) คือ อัตราการสลายตัว
ของสารกัมมันตรังสี
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ทำให้เกิดแรงนิวเคลียร์มี 2 ปฏิกิริยา คือ ปฏิกิริยาฟิชชั่น และปฏิกิริยาฟิวชั่น
ปฏิกิริยาฟิชชั่น (Fission)
คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดจากการใช้อนุภาคนิวตรอนหรืออนุภาคอื่นยิงไปที่นิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียสแตกตัวเป็นนิวเคลียสใหม่สองนิวเคลียสที่มีมวลใกล้เคียงกันและมีพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออนสูงกว่านิวเคลียสของธาตุเดิม ขบวนการฟิชชั่นที่เกิดขึ้นนี้จะมีนิวตรอนอิสระเกิดขึ้นด้วย นิวตรอนอิสระนี้จะไปชนนิวเคลียสอื่นของยูเรเนียมก็จะเกิดฟิชชั่นต่อไปเรียกว่า “ปฏิกิริยาลูกโซ่” ซึ่งเกิดต่อเนื่องกันไปไม่หยุดยั้งและจะเกิดพลังงานมหาศาล แนวความคิดนี้ถูกนำไปใช้ในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ปฏิกิริยาฟิวชั่น (Fusion)
ฟิวชั่นคือปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งเกิดจากนิวเคลียสธาตุเบามา หลอมรวมกันเป็นนิวเคลียร์ที่หนักกว่า พร้อมกับมีพลังงานปล่อยออกมา ปฏิกิริยาฟิวชั่นบนดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ จะมีพลังงานออกมาไม่สิ้นสุด เพราะการรวมตัวของไฮโดรเจน 4 อะตอม เกิดฮีเลียมและพลังงานปฏิกิริยาเช่นนี้เกิดขึ้นมากมายบนดวงอาทิตย์ จึงไม่น่าประหลาดใจว่าเหตุใดใจกลางดวงอาทิตย์จึงมีอุณหภูมิถึง 20,000,000 K (เคลวิน) การสร้างปฏิกิริยาในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้ เช่นระเบิดไฮโดรเจนเป็นผลของปฏิกิริยาฟิวชั่น มีพลังงานสูงกว่าระเบิดนิวเคลียร์มาก แต่เรายังไม่สามารถควบคุมบังคับให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องได้
สารกัมมันตรังสี
ธาตุกัมมันตรังสีหมายถึงธาตุที่แผ่รังสีได้ เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมไม่เสถียร เป็นธาตุที่มีเลขอะตอม
สูงกว่า 82
รังสีแอลฟา (alpha : a) ประกอบด้วยอนุภาคโปรตอน 2 อนุภาคและนิวตรอน 2 อนุภาค ซึ่งมีประจุเป็น +2 และมวล 4 หน่วย (หน่วยของมวลใช้เป็น "atomic mass unit") โดยที่โปรตอนและนิวตรอนมีมวลอย่างละ 1 หน่วย
รังสีบีตา คือ อนุภาคที่มีสมบัติเหมือนอิเล็กตรอน กล่าวคือ มีประจุไฟฟ้า -1 มีมวลเท่ากับมวลของอิเล็กตรอน มีพลังงานสูง ในสนามไฟฟ้ารังสีบีตาเบนเข้าหาขั้วบวก มีอำนาจทะลุทะลวงสูงกว่ารังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า สามารถผ่านแผ่นโลหะบางๆ เช่น แผ่นตะกั่วหนา 1 mm แผ่นอะลูมิเนียมหนา 5 mm มีความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง และมีอำนาจในการไอออไนซ์น้อยกว่ารังสีแอลฟา ผู้ตั้งชื่อรังสีเบตา คือ รัทเธอร์ฟอร์ด
รังสีแกมมา คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก ไม่มีประจุและไม่มีมวล ไม่เบียงเบนในสนามไฟฟ้า มีอำนาจทะลุทะลวงสูงสุด สามารถทะลุผ่านแผ่นไม้โลหะและเนื้อเยื่อได ้แต่ถูกกั้นได้โดยคอนกรีตหรือแผ่นตะกั่วหนา โดยสามารถทะลุผ่านแผ่นตะกั่วหนา 8 mm หรือผ่านแผ่นคอนกรีตหนาๆ ได้ มีอำนาจในการไอออไนซ์น้อยมาก ผู้ตั้งชื่อรังสีแกมมา คือ วิลลาร์ด
ประโยชน์ของกัมมันตภาพรังสีและพลังงานนิวเคลียร์
1.เกษตรกรรม
1.1 การหาอัตราการดูดซึมปุ๋ยของรากไม้ โดยใช้ฟอสฟอรัส-32 แล้ววัดปริมาณรังสีที่ใบ
1.2 การคัดเลือกโคนมโดยใช้ ตรวจการทำงานของต่อมไทรอยด์ซึ่งมีผลต่อปริมาณน้ำนม
1.3 รังสีจากธาตุกัมมันตรังสีทำให้พืชกลายพันธุ์ ใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ให้ดีขึ้น เช่น การคัดพันธุ์ข้าวที่ทนน้ำ ทนศัตรูพืช ให้ผลผลิตเร็วขึ้น
1.4 กำจัดแมลงโดยอาบรังสีทำให้แมลงตายเนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอม ในเซลล์หรือหยุดการแพร่พันธุ์
1.5 การถนอมอาหาร โดยรังสีฆ่าแบคทีเรีย เชื้อราและยีสต์
2 การแพทย์
2.1 รังสีโคบอลต์ –60 รักษามะเร็งโดยรังสีทำลายเซลล์มะเร็ง
2.2 ศึกษาการหมุนเวียนของโลหิต ด้วยรังสีจาก (จากเกลือแกง) หาตำแหน่ง
อุดตันในเส้นเลือด
2.3 ตรวจการทำงานของต่อมไทรอยด์ด้วยรังสีจากไอโอดิน-131
3 อุตสาหกรรม
3.1 ควบคุมความหนาของแผ่นโลหะให้สม่ำเสมออย่างต่อเนื่องในกระบวนการผลิตด้วยรังสีเบตา
3.2 การเชื่อมโลหะ การหารอยรั่วของท่อลำเลียงน้ำมันด้วยรังสีแกมมา ช่วยประหยัด ทั้งเวลา
และแรงงาน
4 การหาอายุวัตถุโบราณและการศึกษาทางธรณีวิทยา ใช้ธาตุกัมมันตรังสีคาร์บอน-14 ซึ่งมี
ครึ่งชีวิต 5760 ปี อัตราส่วนของคาร์บอน-14 ต่อคาร์บอน-12 ในพืชและสัตว์มีค่าคงตัวขณะที่ยัง มีชีวิตอยู่ ภายหลังสิ่งมีชีวิตตายไป อัตราส่วนนี้จะลดลง นำมาคำนวณหาอายุวัตถุโบราณได้
4.1 เครื่องปั้นดินเผาของบ้านเชียง จังหวัดอุดรธานี คำนวณอายุได้ 6,060 ปีทำให้เราทราบว่า บ้านเชียงในอดีตเคยเป็นแหล่งอารยธรรมเก่าแก่ของโลก
4.2. หัวหอกทำด้วยสำริดของบ้านเชียงมีอายุ 5,600 ปี
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น