ความรู้เกี่ยวกับเรื่องนิวเคลียร์

                   

ถ้าแพทย์สงสัยว่า คนไข้อาจจะมีสิ่งอุดตันที่ไต  ในการตรวจพบสิ่งนี้ทำได้โดยให้คนไข้นั่งลงแล้วนำเครื่องไกเกอร์ไปใกล้ไตแต่ละข้าง  ฉีดไอโอดีน-123  ปริมาณเล็กน้อยให้คนไข้  ภายใน 5 นาที  ไตทั้งสองจะแยกไอโอดีนจากเลือดออกมาได้  และภายใน 20  นาที  จะส่งไอโอดีนไปกับปัสสาวะไปยังกระเพาะปัสสาวะ  จากภาพไตอันไหนที่อุดตัน เทรเซอร์ที่ใช้กันมากเรียกว่า  เทคนีเซียม-99 (Te-99)  ซึ่งมีประโยชน์มากและปลอดภัย  

อาหารอาบรังสี

รังสีแกมมาสามารถใช้ฆ่าแบคทีเรีย  เห็ดและแมลงในอาหารได้  ถึงแม้ได้บรรจุอาหารนั้นลงหีบห่อแล้ว  เป็นการยืดอายุอาหารที่วางไว้บนชั้นขาย  แต่บางครั้งรังสีแกมมาทำให้รสชาติอาหารเปลี่ยนได้  รังสีแกมมาใช้สำหรับฆ่าเชื่อโรคตามเครื่องมือในโรงพยาบาล  โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลอดฉีดยาพลาสติกซึ่งจะเสียหายถ้าฆ่าเชื้อโดยใช้ความร้อน  เซลล์มะเร็งในร่างกายของคนไข้สามารถฆ่าได้โดยใช้รังสีแกมมาอย่างระมัดระวัง

การควบคุมความหนา

ในโรงงานผลิตกระดาษ  การควบคุมความหนาของกระดาษทำได้โดยการวัดปริมาณของการแผ่รังสีแกมมาที่ผ่านกระดาษเข้ามาในเครื่องวัดไกเกอ์   เครื่องนับควบคุมความดันของลูกกลิ้งเพื่อให้ได้ความหนาที่ถูกต้อง  รังสีเบต้า  ใช้ควบคุมความหนาของกระดาษ  พลาสติก  หรือแผ่นอลูมิเนียมบางๆได้  ในโรงงานผลิตเหล็กแผ่นต้องใช้รังสีแกมมา  เพราะมีอำนาจทะลุทะลวงได้สูงกว่า

เครื่องตรวจควัน

หลายบ้านติดตั้งเครื่องเตือนควัน  ซึ่งประกอบด้วยแหล่งอะเมริเซียม-241   (Am-241)  อ่อนๆซึ่งปลดปล่อยอนุภาคแอลฟา  ทำให้อากาศเกิดแตกตัวเป็นอิออน  จึงนำไฟฟ้าและมีกระแสไฟฟ้าน้อยๆไหล  ถ้ามีควันผ่านเข้าไปในเครื่องเตือนมันจะดูดกลืนอนุภาคแอลฟา  กระแสจะลดลง  เครื่องเตือนจะส่งเสียงดัง  

 

การหาอายุโดยใช้กัมมันตรังสี

ยูเรเนียม-238   (U-238)  ในหินจะปลดปล่อยรังสีอย่างต่อเนื่องด้วยครึ่งชีวิตยาวนานถึง  4500 ล้านปี  มันเปลี่ยนไปเป็นตะกั่วอย่างช้าๆ  สามารถคำนวณอายุของหินได้  โดยการวัดว่ามียูเรเนียมมากเท่าไร  ที่เปลี่ยนไปเป็นตะกั่ว  

โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์

เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แสดงไว้ดังรูป   พลังงานจากปฏิกิริยาลูกโซ่  ทำให้แท่งเชื้อเพลิงยูเรเนียมร้อนแดง ความร้อนถูกนำออกไปโดยสารทำให้เย็น  (คาร์บอนไดออกไซด์ หรือน้ำ)  ซึ่งถูกสูบเข้าไปในเตาปฏิกรณ์  ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน  มันจะทำให้น้ำเดือดกลายเป็นไอความดันสูง  เช่นเดียวกับในเตาถ่านหินหรือเตาน้ำมันของโรงไฟฟ้า  

    

หินจากดวงจันทร์  จากการหาอายุโดยกัมมันตรังสี  แสดงว่ามีอายุ  4500 ล้านปี  อายุเท่ากับโลก

อายุของหิน

กัมมันตรังสี  นำมาใช้เป็นนาฬิกาหาอายุของหินได้  เนื่องจากครึ่งชีวิตของไอโซโทป กัมมันตรังสีมีช่วงเวลาแน่นอน  ตัวอย่าง  ครึ่งชีวิตของยูเรเนียม-238  มีครึ่งชีวิตยาวถึง 4500 ล้านปี    มันเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ กลายเป็นตะกั่ว-206  หลังจาก  1 ครึ่งชีวิต  ครึ่งหนึ่งของมันเปลี่ยนเป็นตะกั่ว   อีกครึ่งหนึ่งไม่เปลี่ยนแปลง  หลังจากครึ่งชีวิตที่สอง  หนึ่งในสี่ของยูเรเนียม -238  เหลือเป็น  3/4  ของตะกั่ว  โดยการวัดปริมาณของยูเรเนียม -238  ในหินที่เปลี่ยนไปเป็นตะกั่ว-206  จึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณหาอายุของหิน

ตัวอย่าง   ในหินตัวอย่างชนิดหนึ่ง  สัดส่วนอะตอมของ  ยูเรเนียม-238  กับอะตอมตะกั่ว-206  เป็น 4:1   หินนี้มีอายุเท่าไร หมายความว่า  โดยเฉลี่ยแล้วทุกๆ 5  อะตอม ของยูเรเนียม -238  เมื่อเกิดหินขึ้น  1  อะตอมของมันสลายตัว  และ  4   อะตอมยังไม่สลายตัว  นั่นคือ  4/5  อะตอมยังคงเป็น  ยูเรเนียม -238  กัมมันตรังสี ดังนั้น ยังคงเหลือ  80%  ของปริมาณเดิม  จากกราฟครึ่งชีวิตของยูเรเนียม-238  เป็น 1500  ล้านปี  ไอโซโทปของกัมมันตรังสีอื่นๆถูกนำมาใช้บางครั้ง  อย่างเช่น ยูเรเนียม-235  มีครึ่งชีวิต 700 ล้านปี

 

การหาอายุโดยใช้คาร์บอน

สิ่งมีชีวิตได้รับสารกัมมันตรังสี  คาร์บอน-14  จากกระบวนการสังเคราะห์แสง  เช่นเดียวกับคาร์บอนตามปกติ  เมื่อสิ่งมีชีวิตตายไป  มันจะหยุดได้รับคาร์บอน  และคาร์บอน -14  จะสลายตัวไปอย่างช้าๆ  ด้วยครึ่งชีวิต  5700 ปี  สิ่งนี้สามารถใช้หาอายุของกระดูก  ไม้  กระดาษ  และผ้าได้

ตัวอย่าง   กระดูกสด  ให้กัมมันตรังสีนับได้  100 ครั้งต่อนาที  กระดูกมวลเท่ากันจากโครงกระดูก  ให้กัมมันตรังสี  30  ครั้งต่อนาที  การแผ่รังสีจากสิ่งแวดล้อมนับได้  20  ครั้งต่อนาที  กระดูกนี้อายุเท่าไร   ถ้าการแผ่รังสีจากสิ่งแวดล้อมออกไปจะได้  80  ครั้งต่อนาที  สำหรับกระดูกสด  และ  10  ครั้งต่อนาที  จากกระดูกเก่า  ดังนั้นอัตราการนับคาร์บอน-14  ลดลงเป็น 1/8  ของค่าเดิม  หมายความว่า  3  ครึ่งชีวิตผ่านไป  เดิม  1/2  เปลี่ยนเป็น 1/4  เปลี่ยนเป็น  1/8  ดังนั้นกระดูกมีอายุ  3x5700  =  17,100  ปี

 

เดือนสิงหาคม ค.ศ. 1945  วันนั้นเป็นวันที่ท้องฟ้าแจ่มใสยิ่งนัก  ครอบคลุมเมืองฮิโรชิมาในประเทศญี่ปุ่น  ฮิโรชิมาเป็นเมืองอุตสาหกรรม จำนวนประชากรหนาแน่น ถ้ามีใครสักคนแหงนหน้าขึ้นมองบนท้องฟ้าจะเห็นได้ว่า มีเครื่องบินขนาดใหญ่สีเงิน  อักษรภาษาอังกฤษดัานข้างของลำตัวเครื่องบินเขียนได้ว่า "U.S. AIR FORCE"  ในครู่ต่อมา เครื่องบินลำนั้นได้ทิ้งร่มชูชีพสีขาวลงมาพร้อมด้วยวัตถุบางอย่าง  ร่มชูชีพลอยต่ำลงมาทุกทีแต่ยังไม่ถึงพื้นดิน  ในวินาทีนั้น  เสียงกัมปนาทกึกก้องที่ดังยิ่งกว่าฟ้าผ่าหลายร้อยเท่าก็ดังขึ้นได้ยินไปทั้งเมือง แสงเจิดจ้านั้นบดบังแสงอาทิตย์โดยสิ้นเชิง    พร้อมๆกับเกิดความร้อนมหาศาลแผ่กระจายออกไปทั่วพื้นที่หนึ่งร้อยตารางไมล์  สิ่งมีชีวิตในรัศมีห้าสิบตารางไมล์หายไปกลายเป็นอากาศในพริบตา สิ่งก่อสร้างหรืออาคารบ้านเรือนมีอันแปรสภาพกลายเป็นเถ้าถ่านไปพร้อมๆกัน   สัปดาห์นี้ฟิสิกส์ราชมงคลขออุทิศหน้านี้ให้กับการสร้างระเบิดนิวเคลียร์ในครั้งนั้น  ครั้งที่โลกจะต้องจดจำความสามารถของมนุษย์หลังจากการค้นพบกฎการเคลื่อนที่ของมวล จนกระทั่งทำให้มวลแตกกระจัดกระจาย อย่างสมบูรณ์  ลองกด  วิธีสร้างระเบิดนิวเคลียร์       และลองกด  ความรู้เรื่องนิวเคลียร์

       

ภาพอำนาจการทำลายของระเบิดนิวเคลียร์ ที่ทดลองกันปี ค.ศ. 1950  ภาพซ้าย  จะเห็นแสงระเบิดเกิดขึ้นจากแรงระเบิดนิวเคลียร์ขนาด 1 เมกะตัน อีก  2.3 วินาที  คลื่นกระแทกผ่านมายังบ้าน  ทำให้บ้านแตกกระจายดังรูปขวา  อำนาจการทำลายล้างของลูกระเบิดลูกนี้กินอาณาบริเวณ  80  ตารางกิโลเมตร

การทดลองเสมือน เรื่องการหาอนุกรมการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี  กดเพื่อทำการทดลอง

นำมาจาก ฟิสิกส์ ของ ดร. ประมวล  ศิริผันแก้ว

 


  หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

ฟิสิกส์ 1(ภาคกลศาสตร์) 

 ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2  กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์ เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์  2 (บรรยาย) แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c  
ฟิสิกส์พิศวง สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์ วีดีโอการเรียนการสอน
หน้าแรกในอดีต  

   การทดลองเสมือน 

บทความพิเศษ  ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)
พจนานุกรมฟิสิกส์ 

 ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์

ธรรมชาติมหัศจรรย์ 

 สูตรพื้นฐานฟิสิกส์

การทดลองมหัศจรรย์  ดาราศาสตร์ราชมงคล

  แบบฝึกหัดกลาง 

แบบฝึกหัดโลหะวิทยา  

 แบบทดสอบ

ความรู้รอบตัวทั่วไป 

 อะไรเอ่ย ?

ทดสอบ(เกมเศรษฐี) 

คดีปริศนา

ข้อสอบเอนทรานซ์ เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
คำศัพท์ประจำสัปดาห์  

  ความรู้รอบตัว

การประดิษฐ์แของโลก ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง  การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ  

กลับเข้าหน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ภาพประจำสัปดาห์