1 / 13

บทที่ 9 ฟิสิกส์นิวเคลียร์

บทที่ 9 ฟิสิกส์นิวเคลียร์. องค์ประกอบของนิวเคลียส กัมมันตภาพรังสี อัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี Physics : James S Walker Physics for scientists and Engineers: Raymond A. Serway, Robert J. Beichner. Proton. Neutron. 1. องค์ประกอบของนิวเคลียส.

jennessa-cherry
Télécharger la présentation

บทที่ 9 ฟิสิกส์นิวเคลียร์

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. บทที่ 9 ฟิสิกส์นิวเคลียร์ • องค์ประกอบของนิวเคลียส • กัมมันตภาพรังสี • อัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี Physics : James S Walker Physics for scientists and Engineers: Raymond A. Serway, Robert J. Beichner.

  2. Proton Neutron 1. องค์ประกอบของนิวเคลียส 1u = 1.660540 × 10-27 kg , 1e = 1.6022 × 10-19 C 1u = 931.5 MeV/c2

  3. จาก พลังงานที่สมมูลกับมวล 1u คือ

  4. รัศมีเฉลี่ยของนิวเคลียสรัศมีเฉลี่ยของนิวเคลียส r = ro A1/3 เลขมวล เลขอะตอม A = จำนวนโปรตอน + จำนวนนิวตรอน Z = จำนวนโปรตอน ro = 1.2 × 10-15 m

  5. 2. กัมมันตภาพรังสี (radioactivity) กัมมันตภาพรังสีคือ ปรากฏการณ์ที่นิวเคลียสของธาตุที่ไม่เสถียรปลดปล่อยอนุภาคหรือโฟตอน (รังสี) แล้วกลายเป็นนิวเคลียสของธาตุใหม่ ธาตุที่แผ่รังสีได้เรียกว่า ธาตุกัมมันตรังสี (radioactive element)

  6. คุณสมบัติของรังสีที่มาจากการสลายนิวเคลียส แอลฟา (a,) เป็นนิวเคลียสของธาตุฮีเลียม มีสามารถทำให้สารที่รังสีผ่านแตกตัวเป็นไอออนได้ดี จึงเสียพลังงานอย่างรวดเร็ว รังสีแอลฟามีอำนาจทะลุผ่านน้อยมาก วิ่งผ่านอากาศได้ประมาณ 5 cm ไม่สามารถทะลุผ่านแผ่นกระดาษบาง ๆ ได้ บีตา(b -,) คือ อิเล็กตรอน ที่มาจากการสลายของนิวเคลียส หรือ (b +)เรียกว่าโพสิตรอน มีมวลเท่ากับอิเล็กตรอน และมีประจุ +e สามารถวิ่งผ่านอากาศได้ประมาณ 0.5 m ทะลุผ่านแผ่นอะลูมิเนียมได้ 2-3 mm แกมมา(g ) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าสามารถทะลุผ่านแผ่นตะกั่วที่หนาหลายเซนติเมตรได้

  7. การปล่อยรังสีแอลฟา (Alpha Decay) • การปล่อยรังสีบีตา (Beta Decay) • ถ้านิวเคลียสปล่อยอิเล็กตรอน (b -) ถ้านิวเคลียสปล่อยโพสิตรอนตรอน (b +) กระบวนการปลดปล่อยรังสี

  8. การปล่อยรังสีแกมมา (Gamma Decay)

  9. 3. อัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี l = decay constant กัมมันตภาพ [ decay/s], Bq 1 Ci = 3.7x1010 Bq

  10. N No No/2 No/4 No/8 t จงพิสูจน์ว่าอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีเป็นดังสมการ และ เมื่อAo คือ อัตราการสลายตัวตอนเริ่มต้น T1/2 2T1/2 3T1/2

  11. จาก แทน t = T1/2และ N = No/2 จะได้ ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่ของการสลายตัว (l) และค่าครึ่งชีวิต (T1/2)

  12. การวัดอายุวัตถุโบราณ (Carbon Dating) 14C ไม่เสถียร เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศโลกขณะที่มีการสลายตัวด้วยค่าครึ่งชีวิต 5730 ปี ทำให้อัตราส่วน 14C:12C=1.2 ×10-12 สิ่งมีชีวิตทั้งหลายขณะที่มีชีวิตอยู่ มีการแลกเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ กับบรรยากาศรอบตัว จึงมีอัตราส่วน14C:12C เดียวกัน ต่อเมื่อตายลง 14C จะสลายตัวด้วยค่าครึ่งชีวิต 5730 ปี

  13. T1/2 = 5730 y = 1.811011 s  = 0.693/T1/2 = 1.2110-4 y-1 = 3.8310-12 s-1 12C จำนวน 1 g ประกอบด้วย = (6.021023)/12 = 5.02 1022 อะตอม และ 14C= (1.20 10-12)(5.02 1022) = 6.02 1010 อะตอม กัมมันตภาพของ C 1 กรัม คือ Ao = No = (3.8310-12 s-1)(6.02 1010) = 0.231 Bq

More Related