Page 126 - physics6
P. 126
112 ฟิสิกส์ เล่ม 6 ฟิสิกส์ เล่ม 6 บทที่ 20 | ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค 113
สรุปแนวความคิดสำาคัญ
ึ
ึ
ภายในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนซ่งมีประจุบวกและนิวตรอนซ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า
ื
ู
ั
เรียกอนุภาคท้งสองว่า นิวคลีออน (nucleon) การท่นิวคลีออนอย่รวมกันได้ในนิวเคลียสเน่องจากม ี
ี
ี
ึ
้
แรงนิวเคลียร์ (nuclear force) ซ่งมีค่ามากกว่าแรงผลักทางไฟฟ้ายึดเหน่ยวนิวคลีออนไว แรงนิวเคลียร์เป็น
ี
ี
่
ู
่
่
ิ
ี
่
้
้
ุ
ั
ึ
ึ
ี
แรงดงดดทสงผลเฉพาะในระยะใกลมาก ไมขนกบประจและมวลของนวคลออน การทนวเคลยสของธาตและ
ิ
ุ
ไอโซโทปของธาตุหลายชนิดมีเสถียรภาพหรือไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา เนื่องจากมีแรงนิวเคลียร์ที่มากพอ
การทาให้นิวคลีออนแยกออกจากกัน ต้องให้พลังงานแก่นิวเคลียส โดยพลังงานท่พอดีทาให้นิวคลีออน
ี
ำ
ำ
ทั้งหมดในนิวเคลียสแยกออกจากกัน เรียกว่า พลังงานยึดเหนี่ยว (binding energy หรือ nuclear binding
energy, E) พลังงานยึดเหนี่ยวมีค่าเทียบเท่ากับส่วนของมวลที่แตกต่างระหว่างมวลของนิวเคลียสกับมวล
2
รวมของนิวคลีออนทั้งหมดในนิวเคลียส เรียกว่า ส่วนพร่องมวล (mass defect, Δm) ตามสมการ E = (Δm)c
การพิจารณาเสถียรภาพของนิวเคลียสสามารถพิจารณาได้จาก พลังงานยึดเหน่ยวต่อนิวคลีออน
ี
E ( mc 2
)
ของนิวเคลียสของธาตุหรือไอโซโทปของธาตุนั้น เขียนสมการได้เป็น
A A
ื
ี
ั
ี
ั
ธาตุท่มีนิวเคลียสไม่เสถียรจะแผ่รังสีออกมาได้เองอย่างต่อเน่อง เรียกปรากฏการณ์น้ว่า กมมนตภาพรงส ี
ั
(radioactivity) โดยไอโซโทปของธาตุท่สามารถแผรังสีได้เองเรียกว่า ไอโซโทปกัมมันตรังส (radioactive
ี
่
ี
ี
ี
isotope) ส่วนธาตุท่ทุกไอโซโทปเป็นไอโซโทปกัมมันตรังส เรียกว่า ธาตุกัมมันตรังส (radioactive element)
ี
่
รังสีท่แผ่ออกมาจากธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีส่วนใหญ่ม 3 ชนิด ได้แก รังสีแอลฟา (alpha ray)
ี
ี
รังสีบีตา (beta ray) และรังสีแกมมา (gamma ray) ซึ่งรังสีแต่ละชนิดมีองค์ประกอบ ประจุไฟฟ้า มวล
อำานาจทะลุผ่าน และ สมบัติอื่น ๆ แตกต่างกัน
ี
การแผ่รังสีของธาตุและไอโซโทปกัมมันตรังสีมีสาเหตุมาจากการท่นิวเคลียสไม่เสถียรมีการเปล่ยน
ี
แปลงเพื่อให้มีเสถียรภาพมากกว่าเดิม โดยอาจเปลี่ยนไปเป็นนิวเคลียสชนิดใหม่หรือเปลี่ยนไปอยู่ในระดับ
พลังงานตากว่าเดิม เรียกกระบวนการเปล่ยนแปลงน้กว่า การสลายกัมมันตรังส (radioactive decay)
ำ
่
ี
ี
ี
หรือ การสลาย (decay)
ี
นิวเคลียสที่ไม่เสถียรและมีการสลายเรียกว่า นิวเคลียสกัมมันตรังส (radioactive nucleus) โดย
ี
กระบวนการท่นิวเคลียสกัมมันตรังสีมีการสลายแล้วให้อนุภาคแอลฟา อนุภาคบีตา หรือ รังสีแกมมา ออกมา
เรียกว่า การสลายให้แอลฟา (alpha decay) การสลายให้บีตา (beta decay) และ การสลายให้แกมมา
(gamma decay) ตามลำาดับ ซึ่งแต่ละกระบวนการ สามารถอธิบายได้ด้วย สมการการสลาย ที่ผลรวมของ
เลขอะตอมและผลรวมของเลขมวลก่อนและหลังการสลายมีค่าเท่ากัน ดังนี้
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
