ฟิสิกส์นิวเคลียร์ ม.6
TRANSCRIPT
Nuclear Physics
วชา ฟสกส 5 รหสวชา ว30210 ชนมยม กกาา ท ท 6
ครผสอนม : คร มนมช ลอมเลหลา
เบกเคอเรล (Antoine Henri Becquerel)
ทดลองพบวาธาตยเรเนยมจะปลอยรงสออกมาจากธาตยเรเนยมตลอดเวลาแมไมโดนแสงแดด และพบวารงสยงสามารถผานวตถทบแสงออกมาภายนอกได
การคนมพบก นมตภาพรงสท
Pierre Curie and Marie Curieไดท าการทดลองพบวายงมธาตอน
เชน ทอเรยม เรเดยม กสามารถแผรงสออกมาไดเชนเดยวกน
การคนมพบก นมตภาพรงสท
ยาตก นมตรงสท (radioactive element) คอ ยาต ทสาารถแผรงสทเองได
รากฏการณ ทยาตแผรงสทไดเองอมางตอเนมองเรทมกวา ก นมตภาพรงสท
(radioactivity) ซกงเนมรากฏการณ ทนมวเคลทมสของไอโซโ ทไ
เสถทมรเกดการเลทมนมแลงเพอรบตวให ท เสถทมรภาพ โดมการลอม
อนมภาคบางชนมดออกา
Radiation Type
รงสท ทแผออกาจากยาตก นมตรงสท ท 3 ชนมด คอ
การเคลอนม ทของรงสทง 3 ชนมด ผานมสนมาแเหลก
สญลกาณของยาตและอนมภาคบางอมาง ทควรราบ
อ านมาจะลผานมของรงสท
Decay Type
Radioactive Decay Series
Radioactive Decay Series
กฎการสลามตวของยาตก นมตรงสท กลาวไววา
1. จ านวนนวเคลยสของธาตกมมนตรงสทสลายไปในหนงหนวยเวลา (อตราการสลายตวของธาตกมมนตรงส) จะเปนสดสวนโดยตรงกบจ านวนนวเคลยสทมอย
2. ในการสลายตวของธาตกมมนตรงส โอกาสทนวเคลยสแตละตวจะสลายไปในหนงเวลาเทากนหมดทกนวเคลยส ซงเปนสมบตเฉพาะตวของธาตกมมนตรงสแตละชนด
3. อตราการสลายตวของสารกมมนตรงสไมขนกบสงแวดลอม เชน อณหภม หรอความดน
การสลามก นมตรงสท ( radioactive decay )
การสลามก นมตรงสท
Ndt
dN
เปนไปตามสถตหรอโอกาสตามธรรมชาต
คอ อตราการสลายตว
Ndt
dN
เครองหมายลบ แสดงถงการลดลง คาคงตวในการสลายตว
dt
dN
สมการการสลายกมมนตรงส
teNN 0
เวลาทสารกมมนตรงสใชในการสลายตวจนเหลอครงหนงของทมอยเดมเมอตงตนเรยกวา เวลาครกงชทวต (half life ), T1/2
693.0
2/1 T
N คอ จ านวนนวเคลยสทเหลออยN0 คอ จ านวนนวเคลยสตงตน
จาก teNdt
dN 0
Adt
dN 00 NA
teAA 0
เมอ
ดงนน
A0 เปนกมมนตภาพขณะเรมตนA เปนกมมนตภาพทเวลา t ใดๆ
กมมนตภาพ คอ อตราการแผรงสในขณะหนง มหนวยเปนเบคเคอเรล (Bq) หรอ คร (Ci)
1 Ci = 3.7 1010 Bq
การสลามตวของ Radium -226
ปรมาตรนวเคลยสเปนสดสวนโดยตรงกบจ านวนนวคลออน (เลขมวล) ทมอยในนวเคลยสนนๆ
31
AR
31
0ARR
R0 = 1.2 10 -15 m
รศมนวเคลยส
Nuclear binding energy = Δmc2
This binding energy can be calculated from the Einstein relationship :
Nucleus are made up of protons and neutron, but the mass of a nucleus is always less than the sum of the individual masses of the protons and neutron
BINDING ENERGY
- The energy that must be added to separate
the nucleons- The magnitude of the energy by which the
nucleons are bound togetherEB = Δmc2
EB = ( ZMP + NMN - Z AM )c2
EB = Binding energy (MeV)MP = mass of protons (u)MN = mass of neutron (u)
Z AM = mass of atom (u)
c2 = 931.5 MeV/u
EB = ( ZMP + NMN - Z AM ) c2
1 𝑀𝑒𝑉 = 1.602177 𝑥 10−13 J
Nuclear Decay Emissions and Their Symbols
1 𝑢 = 1.660540 𝑥 10−27 kg
Binding Energy
THE BINDING ENERGY
The binding energy EB of a nucleus is the
energy required to separate a nucleus into
its constituent parts.
EB = mDc2 where c2 = 931.5 MeV/u
Nuclear reaction
X + a → Y + b หรอ X ( a ,b )Y
X = นมวเคลทมส ทเนมเา
a = อนมภาค ทชนมเา
Y = นมวเคลทมสยาตให ทเกดขกนมหลงการชนม
b = อนมภาค ทเกดขกนมหลงการชนม
Nuclear reaction
หลกของฏกรมานมวเคลทมร
1. ผลบวกของเลขวลตอนมกอนม = ผลบวกของเลขวลตอนมหลง
2. ผลบวกของเลขอะตอตอนมกอนม = ผลบวกของเลขอะตอตอนมหลง
Fission reactionเปนปฏกรยาการแยกตวของนวเคลยส โดยมนวตรอนเปนตววงเขา
ชนนวเคลยสหนกๆ ( A 230 ) เปนผลท าใหไดนวเคลยสทมขนาดปานกลาง และมนวตรอนทมความเรวสงเกดขนประมาณ 2 - 3 ตว และมการคายพลงงานออกมาดวย
Chain reactionเปนปฏกรยานวเคลยรแบบฟชชนทเกดขนอยางตอเนอง โดยอาศย
นวตรอนทเกดขนเปนตวยงนวเคลยสของธาตตอไป
Fusion reactionเปนปฏกรยาหลอมตวของนวเคลยสและมพลงงานคายออกมาดวย
นวเคลยสทใชหลอมจะตองเปนนวเคลยสเลกๆ ( A < 20 ) หลอมรวมกลายเปนนวเคลยสเบาทใหญกวาเดม
ระโมชนมของก นมตภาพรงสท
ดานมการแพม
ใชไอโอดน -131 ในการตดตามเพอศกษาความผดปกตของตอมไทรอยด
ใชโคบอลต -60 และเรเดยม -226 ใชรกษาโรคมะเรง
ดานมเกาตรกรร
ใชฟอสฟอรส -32 ศกษาความตองการป ยของพชใชรงสปรบปรงเมลดพนธทตองการ
ดานมอตสาหกรร
ใชธาตกมมนตรงสตรวจหารอยต าหน เชน รอยราวของโลหะหรอทอขนสงของเหลว ใชธาตกมมนตรงสในการตรวจสอบและควบคมความหนาของวตถ ใชรงสฉายบนอญมณเพอใหมสสนสวยงาม
ดานมยรณทวมา
การใชคารบอน -14 ค านวณหาอายของวตถโบราณหรอซากดกด าบรรพ
ดานมพลงงานม
มการใชพลงงานความรอนทไดจากปฏกรยานวเคลยรในเตาปฏกรณปรมาณตมน าใหกลายเปนไอ แลวผานไอน าไปหมนกงหน เพอผลตกระแสไฟฟา