Download as PDF, PPTX
กัมมันตรังสี
- 1. ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive element) วิชาเสริมทักษะวิทยาศาสตร์3 ว 30102 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 นางสาวณิชานันท์ อาจหาญ ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2559 โรงเรียนเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระศรีนครินทร์ กาญจนบุรี
- 2.
- 3.
- 4. ในปี พ.ศ. 2439อองตวน อองรี แบ็กเคอแรล เป็นคนแรกที่พบว่าธาตุบาง ชนิดสามารถปล่อยรังสีออกมา ซึ่งพบโดย บังเอิญ โดยเขานาฟิล์มถ่ายรูปมาไว้ใกล้ๆ เกลือโพแทสเซียมยูเรนิลซัลเฟต และมี กระดาษหุ้ม ปรากฏว่าเกิดรอยดาบนแผ่น ฟิล์มเหมือนถูกแสง เขาให้เหตุผลว่า จะต้อง มีรังสีพลังงานสูงบางอย่างปล่อยออกมาจาก เกลือยูเรเนียมนี้ กัมมันตรังสี (Radioactivity)
- 5. = การค้นพบกัมมันตรังสี อีกไม่นาน ปีแอร์ กูรีและมารี กูรี ได้ค้นพบว่า พอโลเนียม เรเดียม และทอเรียม สามารถแผ่รังสีได้
- 6. ธาตุกัมมันตรังสี (radioactive element) หมายถึงธาตุที่แผ่รังสีได้ เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมไม่เสถียรเป็น ธาตุที่มีเลขอะตอมสูงกว่า 82 กัมมันตภาพรังสี หมายถึง ปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง การแผ่รังสี จะทาให้เกิดธาตุใหม่ได้ หรืออาจเป็นธาตุเดิมแต่จานวนโปรตอนหรือ นิวตรอนอาจไม่เท่ากับธาตุเดิม และธาตุกัมมันตรังสีแต่ละธาตุ มีระยะเวลาใน การสลายตัวแตกต่างกันและแผ่รังสีได้แตกต่างกัน กัมมันตรังสี (Radioactivity)
- 7. การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี รังสีแอลฟา รังสีบีตา รังสีแกมมา ab g เป็นนิวเคลียสของฮีเลียมมี โปรตอนและนิวตรอนอย่าง ละ 2 อนุภาค มีประจุไฟฟ้า +2 มีอานาจทะลุทะลวงต่า มาก กระดาษเพียงแผ่นเดียว หรือสองแผ่นก็สามารถกั้นได้ คือ อนุภาคที่มีสมบัติเหมือน อิเล็กตรอน คือ มีประจุไฟฟ้า -1 มีมวลเท่ากับอิเล็กตรอน มีอานาจทะลุทะลวงสูงกว่า รังสีแอลฟา เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มี ความยาวคลื่นสั้นมาก ไม่มี ประจุ ไม่มีมวล มีอานาจ ทะลุทะลวงสูงสุด
- 8.
- 9.
- 10. สัญลักษณ์ของธาตุและอนุภาคบางชนิดที่ควรทราบ รังสี มวล ประจุสัญลักษณ์ สัญลักษณ์ นิวเคลียร์ สมบัติ แอลฟา 4 +2 อนุภาค บีตา 0 -1 อนุภาค แกมมา 0 0 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า นิวตรอน 1 0 n อนุภาค โปรตอน 1 +1 p อนุภาค ดิวทีรอน 2 +1 d อนุภาค โพสิตรอน 0 +1 อนุภาค
- 11.
- 12.
- 13.
- 14.
- 15.
- 16.
- 17.
- 18.
- 19.
- 20. การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี YA Z 4 2 XA Z He4 2+ Th234 90U238 92 He4 2 + การแผ่รังสีแอลฟา ธาตุที่มีเลขอะตอมสูงกว่า82 ขึ้นไปและมีจานวนนิวตรอนต่อ โปรตอนในสัดส่วนที่ไม่เหมาะสม การแผ่รังสีบีตา ธาตุมีนิวตรอนมากกว่าโปรตอน XA Z YA Z 1 + e0 1 Pb210 82 Bi210 83 + e0 1
- 21.
- 22. สมการนิวเคลียร์ สมการนิวเคลียร์ (Nuclear equation) คือสมการที่แสดงปฏิกิริยานิวเคลียร์ สมการต้องดุลด้วย ซึ่ง การดุลสมการนั้น ต้องดุลทั้งเลขมวล และเลขอะตอมทั้งด้านซ้ายและ ขวาของสมการเคมีให้เท่ากัน กล่าวคือผลบวกของเลขมวลและเลข อะตอมของสารตั้งต้นเท่ากับของผลิตภัณฑ์ ดังตัวอย่าง
- 23. การดุลสมการนิวเคลียร์ 1. เลขมวลเท่ากัน 1n0U235 92 +Cs138 55 Rb96 37 1n0+ + 2 235 + 1 = 138 + 96 + 2 x 1 2. เลขอะตอมเท่ากัน 1n0U235 92 + Cs138 55 Rb96 37 1n0+ + 2 92 + 0 = 55 + 37 + 2 x 0
- 24.
- 25. ปฏิกิริยานิวเคลียร์ เป็นปฏิกิริยาที่เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียส ของอะตอม แล้วได้นิวเคลียสของธาตุใหม่เกิดขึ้น และให้พลัง งานจานวนมหาศาลแบ่งออกได้ 2 ประเภท ดังนี้ 1. ปฏิกิริยาฟิสชัน (Fission reaction) ปฏิกิริยาฟิสชัน (Fission reaction) คือ กระบวนการที่นิวเคลียสของธาตุหนักบางชนิดแตกตัว ออกเป็นไอโซโทปของธาตุที่เบากว่า เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่
- 26.
- 27.
- 28. ปฏิกิริยาฟิสชัน 1. ปฏิกิริยาฟิสชัน (Fissionreaction) กระบวนการที่นิวเคลียสของธาตุหนักบางชนิดแตกตัวออกเป็นไอโซโทปของธาตุที่เบากว่า
- 29.
- 30. ปฏิกิริยาฟิวชัน ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fusion reaction) คือปฏิกิริยาที่เกิดการรวมตัวของไอโซโทปที่มีมวลอะตอมต่า ทาให้เกิดไอโซโทปใหม่ที่มีมวลมากขึ้นกว่าเดิม และให้พลังงานจานวน มหาศาล และโดยทั่วๆ ไปจะให้พลังงานมากกว่าปฏิกิริยาฟิสชัน
- 31. ประโยชน์ของปฏิกิริยาฟิวชัน ประโยชน์ของปฏิกิริยาฟิวชัน พลังงานในปฏิกิริยาฟิวชันถ้าควบคุมให้ปล่อยออกมาช้าๆ จะเป็นประโยชน์ต่อ มนุษย์อย่างมากมาย และมีข้อได้เปรียบกว่าปฏิกิริยาฟิสชันเพราะสารตั้งต้นคือ ไอโซโทปของไฮโดรเจนนั้น หาได้ง่าย นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากฟิวชันยังเป็นธาตุ กัมมันตรังสีที่มีอายุและอันตรายน้อยกว่า ซึ่งจัดเป็นข้อได้เปรียบในแง่ของสิ่งแวดล้อม (เกิดเป็นแหล่งพลังงานมหาศาลที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์)
- 32. วิธีตรวจสอบการแผ่รังสีของสาร ใช้ฟิล์มถ่ายรูป (photographic detection) หลักการ ใช้แผ่นฟิล์มไปห่อสารที่สงสัยว่าจะมีกัมมันตภาพรังสี หรือไม่ในที่มืดจากนั้นนาฟิล์มไปล้าง ถ้าฟิล์มปรากฏเป็นสีดา แสดงว่าสารนั้นแผ่รังสี ฟิล์มแบดจ์ เป็นกลักสี่เหลี่ยมเล็กๆ ภายในบรรจุฟิล์มซึ่งไวต่อรังสีความ ดา – ขาวของฟิล์มภายหลังจากนาไปล้างแล้ว จะบอกให้ทราบถึง ปริมาณรังสีที่ได้รับว่ามากน้อยเท่าใด เครื่องวัดชนิดนี้เหมาะสาหรับ ใช้วัดปริมาณรังสีเป็นระยะเวลานาน เช่น 1 – 3 เดือน จึงนาฟิล์ม มาล้างตรวจดูอีกครั้งหนึ่ง
- 33.
- 34.
- 35.
- 36.
- 37.
- 38.
- 39.
- 40.
- 41. วิธีตรวจสอบการแผ่รังสีของสาร ใช้เครื่องมือไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ วิธีนี้ดีกว่า 2 วิธีแรกเพราะ 2 วิธีแรกไม่สามารถ บอกปริมาณรังสีได้ แต่วิธีบอกได้
- 42. วิธีตรวจสอบการแผ่รังสีของสาร ใช้เครื่องมือไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ หลักการทางาน : เมื่อรังสีผ่านเข้าทาง ช่องรับรังสีจะชนกับอะตอมของแก๊ส อาร์กอนที่บรรจุอยู่ในกระบอกทาให้ อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมเกิดเป็น Ar+ จึงเกิดความต่างศักย์ระหว่างประจุ บวก (Ar+) กับประจุลบ (e-) ของขั้ว ไฟ ฟ้าในหัววัดรังสี ซึ่งอ่านค่าความต่างศักย์ ได้จากเข็มบนหน้าปัด ค่าที่อ่านได้จะ มากหรือน้อยขึ้นกับปริมาณของรังสีที่จะ ทาให้ Ar กลายเป็น Ar+
- 43.
- 44. อันตรายจากรังสี ถ้าปริมาณรังสีที่ได้รับไม่มากนักอาจทาให้เป็นมะเร็งหรือเป็นหมัน ถ้าปริมาณมากอาจถึงแก่ชีวิตได้ Sr – 60สามารถทาลายระบบประสาทและทาให้เกิดมะเร็ง ในกระดูกและเลือดได้
- 45. ตารางแสดง ปริมาณรังสีที่ร่างกายได้รับและอาการที่เกิดขึ้น ปริมาณรังสี (เรม,rem) อาการ 0 – 25 ไม่ปรากฏอาการ 25 - 50 เกิดการเปลี่ยนแปลงในเม็ดเลือดขาว แต่ไม่ร้ายแรงมากนัก 50 – 200 มีอาการป่วยเนื่องจากรังสี 200 – 400 อาจถึงตายได้ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ สูงกว่า 600 ตาย เรม เป็นหน่วยวัดของปริมาณรังสีรวมเอาทั้งพลังงานและการรับปริมาณรังสี แล้วก่อเกิดผลทาง ชีวภาพ (เรม, rem ย่อมาจาก roentgen เรินต์เกน แปลว่า man)
- 46.
- 47. กากกัมมันตรังสี คือ ของเสียไม่ว่าอยู่ในรูปของของแข็ง ของเหลวหรือ ก๊าซ ที่ประกอบหรือปนเปื้อน ด้วยสารกัมมันตรังสี ในระดับ ความแรงรังสีสูงกว่าเกณฑ์กาหนดว่าเป็นอันตราย และวัสดุ นั้นๆ ไม่เป็นประโยชน์อีกต่อไปแล้ว กากกัมมันตรังสีหรือของ เสียเหล่านั้นจะต้องได้รับการบาบัดและดาเนินการอย่างมี ระบบและผ่านการตรวจสอบอย่างเคร่งครัด กากกัมมันตรังสี
- 48.
- 49. 1 2 3 กากกัมมันตรังสี กากกัมมันตรังสีระดับ รังสีสูง หมายถึง กากของแข็ง และของเหลวที่ได้จากการ ฟอกกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ และกากกัมมันตรังสีอื่นๆ ที่ มีระดับรังสีสูงเทียบเท่า กากกัมมันตรังสีระดับ รังสีปานกลาง เป็นกากและของเสีย ระดับปานกลางที่เกิดจาก การปฏิบัติงานเกี่ยวข้องกับ สารกัมมันตรังสีเช่น เศษ โลหะ กากกัมมันตรังสีระดับ รังสีต่า เป็นกากและของเสีย ระดับต่าที่เกิดจากการ ปฏิบัติงานกับสารกัมมัน- ตรังสี เช่น ถุงมือ เสื้อผ้า เป็นต้น
- 50. การกาจัดกากกัมมันตรังสี กากกัมมันตรังสีระดับรังสีสูง จะใช้วิธีฝังในชั้นธรณีลึกและมั่นคง โดยพื้นที่นั้นจะต้องมีชั้นหินอัคนี หิน แปรหรือหินชนวน อยู่ที่ระดับความลึกที่เหมาะสม
- 51. การกาจัดกากกัมมันตรังสี กากกัมมันตรังสีระดับรังสีปานกลางและระดับรังสีต่า จะใช้วิธีฝังดินตื้นบริเวณที่ไม่เป็นที่ลุ่ม ไม่มีประวัติแผ่นดินไหว และภูเขา ไฟระเบิดและน้าใต้ดิน โดยลึกมากกว่า 10 เมตร ถ้าเป็นของเหลว อาจใช้วิธีการตกตะกอน หรือการกลั่น ถ้าเป็นของแข็ง อาจใช้วิธีเผาทาลาย หรือนามาแปรสภาพ และตรึงให้แน่นด้วยเนื้อสารที่คงทนต่อการ เปลี่ยนแปลง เช่น ซีเมนต์ ซิลิกา และแก้ว แล้วหาสถานที่เก็บชั่วคราวก่อนนาไปกาจัดถาวร
- 52. ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี ด้านการแพทย์ ไอโซโทปกัมมันตรังสี การนาไปใช้ประโยชน์ I -131 ตรวจดูการทางานของต่อมไทรอยด์ Fe - 59 ตรวจดูการทางานของเม็ดเลือดแดง Mo – 99 ศึกษากระบวนการเมแทบอลิซึมของร่างกาย P – 32 ตรวจดูการทางานของตา ตับ และการเกิดเนื้องอก Cr – 51 ตรวจดูการทางานของเม็ดเลือดแดง Sr – 87 ตรวจดูการทางานของกระดูก Tc – 99 ตรวจดูการทางานของหัวใจ กระดูก ตับ และปอด Xe – 133 ตรวจดูการทางานของปอด
- 53. ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี ด้านการแพทย์ ไอโซโทปกัมมันตรังสี การนาไปใช้ประโยชน์ Na –24 ตรวจดูระบบการหมุนเวียนของโลหิต I – 123 ติดตามดูสภาพสมอง Co – 60 ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง Ra – 226 ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง
- 54. ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี ด้านการเกษตร ไอโซโทปกัมมันตรังสี การนาไปใช้ประโยชน์ K –32 หาอัตราการดูดซึมของต้นไม้ P - 32 ศึกษาความต้องการปุ๋ยของพืช ปรับปรุงเมล็ดพันธุ์พืชที่ต้องการ รังสีแกมมา ใช้ในการทาหมันแมลง I – 131 ผสมในอาหารโค เพื่อให้ผลิตน้านมเพิ่มขึ้น
- 55. ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี ด้านอุตสาหกรรม การนาไปใช้ประโยชน์ 1. ใช้ตรวจหารอยตาหนิในโลหะหรือรอยรั่วของท่อขนส่งของเหลว 2. ใช้วัดความหนาของวัตถุเนื่องจากรังสีแต่ละชนิดทะลุวัตถุได้ดีไม่เท่ากัน ดังนั้นเมื่อผ่าน รังสีไปยังแผ่นวัตถุต่างๆ เช่น โลหะ กระดาษ พลาสติก แล้ววัดความสามารถในการดูซับ รังสี จะทาให้ทราบความหนาของวัตถุได้ 3. ใช้รังสีเพื่อทาให้อัญมณีมีสีสันสวยงาม โดยใช้รังสีแกมมา นิวตรอน หรืออิเล็กตรอนพลัง งานสูงฉายไปบนอัญมณี จะทาให้สารที่ทาให้เกิดสีบนอัญมณีเปลี่ยนสีไปได้
- 56. ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี ด้านการถนอมอาหาร การนาไปใช้ประโยชน์ 1. ใช้ Co– 60 จะให้รังสีแกมมาที่ไม่มีผลตกค้าง และรังสีจะทาลายแบคทีเรีย จึงช่วยเก็บ รักษาอาหารไว้นานหลายวัน หลักจากการผ่านรังสีเข้าไปในอาหารแล้ว
- 57. ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสี ด้านการถนอมอาหาร การนาไปใช้ประโยชน์ของการฉายรังสีอาหาร 1. ลดการสูญเสียของอาหาร 2. เสริมสร้างหลักประกันด้านความสะอาดและปลอดภัยจากเชื้อโรคต่างๆ 3.ยืดอายุการเก็บรักษาและการวางตลาด 4. ประหยัดพลังงาน 5. ไม่ทาให้คุณลักษณะภายนอกเปลี่ยนแปลง 6. ขยายตลาดการค้า 7. ทาให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพเป็นไปตามมาตรฐาน 8. ลดปัญหาการถูกกักกัน 9. ปรับปรุงสมบัติทางเทคนิคของอาหาร
- 58.
- 59. ครึ่งชีวิต (half life) ครึ่งชีวิต(half life) ของสารกัมมันตรังสี หมายถึง ระยะเวลาที่นิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีสลายตัวจน เหลือเพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม ใช้สัญลักษณ์เป็น t1/2
- 60.
- 61.
- 62. ครึ่งชีวิต (half life) ตัวอย่างธาตุกัมมันตรังสีมีครึ่งชีวิต 30 วัน จะใช้เวลานานเท่าใดสาหรับการ สลายไปร้อยละ 75 ของปริมาณตอนที่เริ่มต้น ถ้าเริ่มต้นมีธาตุกัมมันตรังสีอยู่ 100 g สลายตัวไป 75 g ดังนั้นต้องการให้เหลือธาตุนี้ 25 g เนื่องจากธาตุนี้มีครึ่งชีวิต 30 วัน ธาตุกัมมันตรังสี 100 g 50 g 25 g30 วัน 30 วัน ดังนั้นต้องใช้เวลา 30 x 2 = 60 วัน สาหรับการสลายไป ร้อยละ 75 ของปริมาณเริ่มต้น