ผลต่างระหว่างรุ่นของ "การสลายตัวกัมมันตรังสี"
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
GTY ป้ายระบุ: แก้ไขจากอุปกรณ์เคลื่อนที่ แก้ไขจากเว็บสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่ |
ย้อนการแก้ไขที่ 8021692 สร้างโดย 2001:44C8:42CD:34A7:215E:F1C1:4DE0:5963 (พูดคุย) ป้ายระบุ: ทำกลับ |
||
บรรทัด 1:
{{ลิงก์ไปภาษาอื่น}}
{{ฟิสิกส์นิวเคลียร์}}
[[ไฟล์:Alpha Decay.svg|thumb|[[การสลายให้อนุภาคแอลฟา]] เป็นการสลายให้กัมมันตรังสีชนิดหนึ่งที่นิวเคลียสของอะตอมปลดปล่อย [[อนุภาคแอลฟา]] เป็นผลให้อะตอมแปลงร่าง (หรือ "สลาย
'''การสลายให้กัมมันตรังสี''' ({{lang-en|radioactive decay}}) หรือ '''การสลายของนิวเคลียส''' หรือ '''กัมมันตภาพรังสี''' ({{lang-en|nuclear decay หรือ radioactivity}}) เป็นกระบวนการที่ [[นิวเคลียสของอะตอม|นิวเคลียส]]ของอะตอมที่ไม่เสถียร สูญเสียพลังงานจากการปลดปล่อยรังสี
การสลายให้กัมมันตรังสีเป็นกระบวนการแบบ stochastic (เช่นแบบสุ่ม) ที่ระดับอะตอมเดียว ในกระบวนการนั้น ตาม "ทฤษฎีควอนตัม" มันไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่าเมื่อไรที่อะตอมหนึ่ง ๆ จะสลายตัว<ref name="not-predict">{{cite web|url=http://www.iem-inc.com/prhlfr.html|title=Decay and Half Life|accessdate= 2009-12-14}}</ref><ref name="IntroductionToHealthPhysics">{{cite book |title=Radiation Protection and Dosimetry: An Introduction to Health Physics |last1=Stabin |first1=Michael G. |isbn=978-0387499826 |year=2007 |publisher=[[Springer Publishing|Springer]] |chapter=3 |doi=10.1007/978-0-387-49983-3}}</ref><ref name="RadiationOncologyPrimer">{{cite book |title=Radiation Oncology Primer and Review |isbn=978-1620700044 |last1=Best |first1=Lara |last2=Rodrigues |first2=George |last3=Velker |first3=Vikram |publisher=[[Demos Medical Publishing]] |year=2013 |chapter=1.3}}</ref><ref>{{cite book |title=Modern Nuclear Chemistry |isbn=0-471-11532-0 |last1=Loveland |first1=W. |last2=Morrissey |first2=D. |last3=[[Glenn T. Seaborg|Seaborg]] |first3=G.T. |publisher=Wiley-Interscience |year=2006 |page=57}}</ref> โอกาสที่อะตอมใดอะตอมหนึ่งจะสลายตัวไม่เคยเปลี่ยนแปลง คือว่า มันไม่สำคัญว่าอะตอมได้มีอยู่นานมาแล้วแค่ไหน อย่างไรก็ตาม สำหรับแหล่งสะสมขนาดใหญ่ของอะตอม อัตราการสลายตัวสำหรับแหล่งสะสมนั้นสามารถคำนวณได้จาก "ค่าคงที่การสลายตัว" ของมันที่ถูกวัดได้หรือครึ่งชีวิตของมัน นี่คือพื้นฐานของเทคนิคการระบุวันที่ที่เรียกว่า radiometric dating หรือ radioactive dating
การสลายให้กัมมันตรังสีมีหลายประเภท (ดูตารางด้านล่าง) การสลายหรือการสูญเสียพลังงานจากนิวเคลียส เกิดขึ้นเมื่ออะตอมที่มีนิวเคลียสประเภทหนึ่งที่เรียกว่า ''นิวไคลด์รังสีพ่อแม่'' ({{lang-en|parent nuclide}}) (หรือไอโซโทปรังสีพ่อแม่<ref group=note>นิวไคลด์รังสีเป็นชื่อที่ถูกต้องกว่า แต่ไอโซโทปรังสีก็สามารถใช้ได้ ความแตกต่างระหว่างไอโซโทปและนิวไคลด์ได้รับการอธิบายที่ [[ไอโซโทป#Isotope vs. nuclide]]</ref>
กระบวนการสลายตัวครั้งแรกที่ถูกค้นพบเป็น[[การสลายให้อนุภาคแอลฟา]], [[การสลายให้อนุภาคบีตา]]และการสลายตัวให้รังสีแกมมา
บรรทัด 25:
หน่วยในระบบสากลหรือ[[หน่วยเอสไอ]] ({{lang-en|SI unit}}) ถูกใช้ในการวัดการแผ่รังสี มีหน่วยเป็น เบ็กเคอเรล ({{lang-fr|becquerel (Bq)}}) ที่ตั้งชื่อให้เป็นเกียรติกับนักวิทยาศาสตร์นาย[[อองตวน อองรี แบกแรล]] หนึ่งหน่วยเบ็กเคอเรลถูกกำหนดให้เป็นหนึ่งการแปลงร่าง (หรือการสลายตัวหรือการแตกตัว) ต่อวินาที
การแผ่รังสีมีหน่วยเก่าเป็น กูว์รี ({{lang-fr|curie (Ci)}}) ซึ่งถูกกำหนดแต่เดิมว่าเป็น "ปริมาณหรือมวลของสิ่งที่กระจายออกมาจากเรเดียมที่สมดุลกับหนึ่งกรัมของเรเดียม (ธาตุ)"<ref>Rutherford, Ernest (6 October 1910). "Radium Standards and Nomenclature". Nature 84 (2136): 430–431.</ref> วันนี้ หน่วยกูว์รีถูกกำหนดให้เป็นการแตกตัว 3.7×10<sup>10</sup> ครั้งต่อวินาที เพื่อที่ว่า 1 กูว์รี (Ci) = 3.7×10<sup>10</sup> Bq. เพื่อจุดประสงค์ด้านการป้องกันรังสี แม้ว่าคณะกรรมการกำกับดูแลด้านนิวเคลียร์ของสหรัฐจะอนุญาตให้มีการใช้หน่วยกูว์รีควบคู่ไปกับหน่วย SI ก็ตาม<ref>10 CFR 20.1005. US Nuclear Regulatory Commission. 2009.</ref> ฝ่ายอำนวยการหน่วยของการวัดแห่งสหภาพยุโรปกำหนดว่าการใช้หน่วยหน่วยกูว์รีสำหรับ "จุดประสงค์ด้าน
== คำอธิบาย ==
[[ไฟล์:Radioactive.svg|thumb|[[:en:Hazard symbol#Radioactive sign|สัญลักษณ์ใบพัดสามใบ (trefoil symbol)]] ที่แสดงถึงสารกัมมันตรังสี]]
[[นิวตรอน]]และ[[โปรตอน]]ที่ประกอบขึ้นเป็นนิวเคลียส รวมไปถึงอนุภาค
ความเกี่ยวพันกันของแรงเหล่านี้ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ ที่พลังงานถูกปลดปล่อยออกมาในขณะจัดเรียงตัวของอนุภาค ในการเรียงตัวบางแบบของนิวเคลียส มีคุณสมบัติในการเรียงตัวแบบ
ในการถล่มนี้ (การสลายตัว) ต้องการ[[พลังงานกระตุ้น]] เฉพาะในกรณีของหิมะถล่มนั้น พลังงานนี้มาจากการรบกวนจากภายนอกระบบ ซึ่งการรบกวนนี้อาจมีระดับที่เล็กมาก สำหรับในกรณีของนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่ในภาวะกระตุ้น สิ่งรบกวนขนาดเล็กนี้เกิดจาก[[:en:Vacuum fluctuation|การสลับที่ของช่องว่าง (vacuum fluctuations)]] จำนวนหนึ่ง นิวเคลียส (หรือระบบที่ถูกกระตุ้นใดใดก็ตามใน [[กลศาสตร์ควอนตัม]]) ไม่เสถียร และจะทำตัวเองให้เสถียร เปลี่ยนไปเป็นระบบที่ลดระดับการตุ้นลง ผลจากการเปลี่ยนแปลงนี้ส่งผลทำเกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างอะตอม และ เกิดการปลดปล่อยไม่ว่าจะเป็น โปรตอน หรือ อนุภาคความเร็วสูงที่มีมวล (เช่น อิเล็กตรอน, [[อนุภาคแอลฟา]], หรือ อนุภาค
== การค้นพบ ==
[[อองรี เบ็กเกอเรล]] [[ชาวฝรั่งเศส]] ค้นพบกัมมันตภาพรังสี ในปี พ.ศ. 2439 ในขณะที่กำลังทำงานเกี่ยวกับ[[:en:Phosphorescence|สารเรืองแสงพวกฟอสฟอรัส (phosphorescent materials)]] สารพวกนี้เรืองแสงในที่มืดหลังจากที่ได้รับแสง และเขาคิดว่าแสงเรืองที่เกิดในหลอดคาโทดในเครื่องเอ็กเรย์ น่าจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับสารเรืองแสงประเภทนี้ เขานำฟิล์มภาพมาหุ้มในกระดาษสีดำ และนำสารเรืองแสงพวกฟอสฟอรัสหลายชนิดมาวางทับ จากการทดลองไม่ปรากฏผล จนกระทั่งเขาใช้เกลือของ[[ยูเรเนียม]] ซึ่งทำให้เกิดเป็นเงาดำบนแผ่นฟิล์ม การแผ่รังสีนี้เรียกว่า Becquerel Rays
ต่อมาเป็นที่ประจักษ์ว่าส่วนที่ดำขึ้นนั้น ไม่ได้เกี่ยวข้องกับสารเรืองแสงพวกฟอสฟอรัสเลย เพราะแผ่นฟิล์มดำในขณะที่สารนั้นอยู่ในที่มืด สำหรับเกลือของยูเรเนียม และ โลหะยูเรเนียมก็ทำให้แผ่นฟิล์มดำเช่นกัน ซึ่งชี้ให้เห็นว่า เกิดขึ้นจากการแผ่รังสีที่สามารถผ่านแผ่นกระดาษที่ทำให้แผ่นฟิล์มดำ
ในช่วงแรกนั้น การแผ่รังสีนี้มีลักษณะคล้ายคลึงกับการค้นพบ [[รังสีเอ็กซ์]] จากการค้นคว้าเพิ่มเติมโดย เบ็กเกอเรล, [[มารี กูรี]], [[ปิแอร์ กูรี]], [[เออร์เนสต์ รูเทอร์ฟอร์ด]] และการค้นพบ
ผู้ค้นคว้ากลุ่มแรก ๆ ค้นพบอีกว่า [[ธาตุเคมี|สารเคมี]]อื่น ๆ นอกจากยูเรเนียมมี[[:en:Radionuclide|ไอโซโทปที่เป็นสารกัมมันตรังสี]] การใช้การค้นหาอย่างเป็นระบบสำหรับกัมมันตรังสีในแร่ยูเรเนียม เป็นแนวทางที่ช่วยให้ มารี กูรี ระบุธาตุใหม่[[พอโลเนียม]] และแยกธาตุใหม่ [[เรเดียม]]จาก[[แบเรียม]] เนื่องจากความคล้ายคลึงทางเคมีของธาตุทั้งสอง ทำให้เป็นการยากในการแยกแยะธาตุทั้งสอง
บรรทัด 50:
ผลเชิงพันธุกรรมจากการแผ่รังสี รวมถึงโอกาสในการก่อมะเร็ง ค้นพบหลังจากนั้นมาก ในปี พ.ศ. 2470 [[เฮอร์แมนน์ โจเซฟ มุลเลอร์]] ({{lang-en|[[:en:Hermann Joseph Muller|Hermann Joseph Muller]]}}) เผยแพร่ผลการวิจัยที่แสดงถึงผลเชิงพันธุกรรม และในปีพ.ศ. 2489 เขาได้รับ[[รางวัลโนเบล]]จากการค้นพบนี้<ref name="nobel-1946">{{cite web | url = http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1946/index.html | title = The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1946 | accessdate = 2007-07-28 | publisher = The Nobel Foundation}}</ref>
ก่อนหน้าที่จะทราบผลทางชีววิทยาของการแผ่รังสี แพทย์ และ บริษัทหลายแห่งได้เริ่มทำตลาดสารกัมมันตรังสีในฐานะของ[[ยาเถื่อน]] ([[:en:Patent medicine|patent medicine]] - หมายถึง ''ยาที่ไม่ระบุถึงส่วนผสมไม่มีการจดทะเบียน ไม่มีการตรวจสอบสรรพคุณทางยา เน้นการทำตลาดเป็นหลัก และมักมีการโอ้อวดเกินจริง'') และ ผลิตภัณฑ์ที่ประกอบด้วยสารกัมมันตรังสี ([[:en:Radioactive quackery|radioactive quackery]] - ''ใช้คำที่คล้ายคลึงกับยาเถื่อน หรือ ยาปลอม'') ตัวอย่างเช่น [[ยาสวนทวาร]] ([[:en:Enema|Enema]]) ที่มีส่วนประกอบของเรเดียม, น้ำที่มีส่วนผสมของเรเดียมที่ใช้ดื่มคล้าย [[โทนิค]] ([[:en:Tonic water|tonic]]) มารี กูรี ต่อต้านการใช้ในลักษณะนี้ และเตือนเกี่ยวกับผลของรังสีที่มีต่อร่างกายมนุษย์ที่ยังไม่ทราบ (ในที่สุดกูรีเสียชีวิต จากอาการของ[[มะเร็งเม็ดเลือดขาว]] ซึ่งเชื่อว่าเกิดจากการที่ทำงานกับเรเดียม อย่างไรก็ตามจากการตรวจสอบกระดูกของเธอในภายหลัง พบว่าเธอเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ระมัดระวังตัว และพบปริมาณเรเดียมเพียงเล็กน้อยเท่านั้น มีการค้นพบสาเหตุที่แท้จริงของการเสียชีวิตของเธอ ซึ่งเกิดจากการได้รับรังสีเอ็กซ์จากหลอดรังสีที่ไม่ได้มีการป้องกัน ขณะที่เป็นอาสาสมัครในหน่วยแพทย์ ในสงครามโลกครั้งที่ 1) ในปี พ.ศ. 2473 พบกรณีที่เกิดกระดูกตาย และ การเสียชีวิตจำนวนมากในผู้ใช้ ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของเรเดียมแทบจะหายไปจากตลาด
== ประเภทของการสลายตัว ==
สำหรับประเภทของการแผ่กัมมันตภาพรังสี ค้นพบว่า[[สนามไฟฟ้า]]หรือ[[สนามแม่เหล็ก]]สามารถก่อให้เกิดการปลดปล่อยรังสีออกมาได้สามประเภท เนื่องจากไม่มีคำจำกัดความที่ดี จึงมีการกำหนดชื่อของรังสีดังกล่าวด้วย[[อักษรกรีก]]ตามลำดับ คือ [[แอลฟา]] [[บีตา]] และ[[แกมมา]] ซึ่งยังใช้อยู่ในปัจจุบัน การสลายให้รังสีแอลฟานั้นพบในเฉพาะธาตุที่หนักมาก (พบในธาตุที่มี[[เลขอะตอม]] 52 และมากกว่าเท่านั้น) สำหรับการสลายอีกสองแบบนั้น เกิดได้ในธาตุอื่นทั้งหมด
ในการวิเคราะห์ธรรมชาติของผลลัพธ์ที่ได้จากการสลายตัว เป็นที่แน่ชัดจากแนวทางของ[[แรงแม่เหล็กไฟฟ้า]] ว่า [[รังสีแอลฟา]]มีประจุเป็นบวก [[รังสีบีตา]]มีประจุเป็นลบ และ[[รังสีแกมมา]]มีประจุเป็นกลาง จากผลการสะท้อนกลับ เป็นที่แน่ชัดว่า[[อนุภาคแอลฟา]]มีมวลมากกว่า[[อนุภาคบีตา]]มาก การปล่อยอนุภาคแอลฟาผ่านแผ่นกระจกหน้าต่าง
ถึงแม้ว่า แอลฟา, เบต้า และ แกมมา เป็นที่รู้จักแล้วก็ตาม ได้มีการค้นการสลายตัวแบบ
ยังมีการค้นพบการสลายให้กัมมันตรังสีแบบ
== อ้างอิง ==
เส้น 67 ⟶ 66:
==Notes==
{{reflist|group=note}}
[[หมวดหมู่:กัมมันตรังสี]]
|