1. ธาตุกัมมันตรังสี
ครู ธิดารัตน์ แสงฮวด
โรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย เชียงราย

2. กัมมันตรังสี (radioactivity) คือ ปรากฏการณ์ที่
ธาตุสามารถแผ่รงสีได้เองอย่างต่อเนื่อง ปรากฏการณ์
ั
นี้เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึนภายในนิวเคลียส ของ
้
ไอโซโทปที่ไม่เสถียร
ธาตุกัมมันตรังสี
คือ ธาตุที่มีสมบัติในการแผ่รงสี สามารถแผ่รงสีและ
ั ั
กลายเป็นอะตอมของธาตุอื่นได้

3. อองตวน อองรี แบ็กเคอแรล เป็นคนแรกทีคนพบว่า
่ ้
ธาตุบางชนิดโดยเฉพาะธาตุที่มีมวลอะตอมมาก สามารถ
ปล่อยรังสีบางชนิดออกมา เมื่อเขานาฟิลมถ่ายรูปไว้ใกล้ๆ
์
เกลือโพแทสเซียมยูเรนิลซัลเฟต และมีกระดาษดาหุ้มปรากฎ
ว่าเกิดรอยดาบนแผ่นฟิลมเหมือนถูกแสง
์

4. รัทเทอร์ฟอร์ดได้ศกษาเพิ่มเติมและแสดงให้เห็นว่ารังสีที่ธาตุกมมันตรังสี
ึ ั
ปล่อยมาอาจเป็น รังสีแอลฟา รังสีบตา รังสีแกมมา ซึ่งมีสมบัติต่างกัน
ี
รังสีแอลฟา ( - ray) เป็นนิวเคลียสของฮีเลียม มีโปรตอนและนิวตรอน
อย่างละ 2 อนุ มีประจุไฟฟ้า +2 มีอานาจทะลุทะลวงต่ามาก กระดาษ
ภาค
เพียงแผ่นเดียวหรือสองแผ่นก็สามารถกันได้
้
รังสีบีตา (-ray) คือ อนุภาคทีมีสมบัตเิ หมือนอิเล็กตรอน คือ มี
่
ประจุไฟฟ้า -1 มีมวลเท่ากับอิเล็กตรอน มีอานาจทะลุทะลวงสูงกว่า
รังสีแอลฟาประมาณ 100 เท่า สามารถผ่านแผ่นโลหะบางๆ เช่น
แผ่นตะกัวหนา 1 mm มีความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง
่

5. 
รังสีแกมมา
เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก
ไม่มีประจุ ไม่มีมวล มีอานาจทะลุทะลวงสูงสุด
สามารถทะลุผ่านแผ่นไม้ โลหะและเนื้อเยื่อได้
แต่ถูกกั้นได้โดยคอนกรีตหรือแผ่นตะกั่วหนา

6. ประจุและมวลของอนุภาคชนิดต่างๆ ที่เกิดจากการแผ่รงสี
ั

7. ตารางเปรียบเทียบปฏิกรยาเคมีกบปฏิกรยานิวเคลียร์
ิิ ั ิิ
Chemical Reaction Nuclear Reaction
1. เปลียนแปลงจากพันธะเคมีเดิมสลาย
่ 1. เปลียน isotope ของธาตุหรือเปลียน
่ ่
และเกิดพันธะใหม่ ธาตุเลย
2. เกียวข้ องเฉพาะอิเล็กตรอนในพันธะ
่ 2. เกียวข้ องกับ p , n , e-
่
3. มีการดูดกลืน / คายพลังงานปริมาณ 3. เกียวข้ องพลังงานปริมาณมาก
่
เล็กน้ อย
4. อัตราเร็วของปฏิกริยา ขึนกับอุณหภูมิ
ิ ้ 4. อัตราเร็วไม่ ขึนกับอุณหภูมิ ความดัน
้
ความดัน ความเข้ มข้ น catalyst catalyst

8. การดุลสมการนิวเคลียร์ (Balancing Nuclear Equations)
- จานวน p, n ซ้าย = ขวา
( atomic number และ mass number )

9. ครึ่งชีวิตของธาตุ
ครึ่งชีวต (Half life) หมายถึง ระยะเวลาทีปริมาณของสาร
ิ ่
กัมมันตรังสีสลายตัวจนเหลือครึงหนึ่งของปริมาณเริมต้น
่ ่
Na-24 มีครึ่งชีวต 15 ชั่วโมง
ิ
ครึ่งชีวตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทป และสามารถใช้เปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุ
ิ
กัมมันตรังสีแต่ละชนิดได้

10. ตัวอย่าง ธาตุกัมมันตรังสีมครึงชีวิต 30 วัน จะใช้เวลานานเท่าใด
ี ่
สาหรับการสลายไปร้อยละ 75 ของปริมาณตอนทีเ่ ริมต้น ่
ถ้าเริมต้นมีธาตุกมมันตรังสีอยู่ 100 g
่ ั สลายตัวไป 75 g
ดังนั้นต้องการให้เหลือธาตุนี้ 25 g
เนื่องจากธาตุนมครึงชีวิต 30 วัน
ี้ ี ่
30 วัน 30 วัน 25 g
ธาตุกัมมันตรังสี 100 g 50 g
ดังนั้นต้องใช้เวลา 30 x 2 เท่ากับ 60 วัน
สาหรับการสลายไปร้อยละ 75 ของปริมาณเริ่มต้น

11. 14C มีครึ่งชีวต 5,730 ปี ถ้ามี 14C 10 กรัม จะต้อง
ิ
ใช้เวลานานเท่าไรจึงจะเหลือไอโซโทปนี้อยู่ 1.25 กรัม

12. ปฏิกิริยานิวเคลียร์
เป็นปฏิกรยาที่เกิดการเปลียนแปลงภายในนิวเคลียสของอะตอม แล้วได้
ิิ ่
นิวเคลียสของธาตุใหม่เกิดขึน และให้พลังงานจานวนมหาศาล
้
แบ่งออกได้ 2 ประเภท ดังนี้
1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission reaction)
2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fussion reaction)

13. 1. ปฏิกิรยาฟิชชัน (Fission reaction)
ิ
คือ ปฏิกิรยานิวเคลียร์ที่เกิดขึน เนื่องจากการยิง
ิ ้
อนุภาคนิวตรอนเข้าไปยังนิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทาให้
นิวเคลียร์แตกออกเป็นนิวเคลียร์ที่เล็กลงสองส่วน กับให้
อนุภาคนิวตรอน 2-3 อนุภาค และคายพลังงานมหาศาล
ออกมา

14. นิวตรอนที่เกิดขึน 2-3 ตัวซึ่งมีพลังงานสูงจะวิงไปชนนิวเคลียสของอะตอมที่อยู่
้ ่
ใกล้เคียง ทาให้เกิดปฏิกรยาต่อเนืองไปเป็นลูกโซ่ ซึ่งเรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่ ซึ่งทาให้
ิิ ่
ได้พลังงานมหาศาล

15. 2. ปฏิกิริยาฟิวชัน (Fussion reaction)
คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุเบาหลอม
รวมกันเข้าเป็นนิวเคลียสทีหนักกว่า และมีการปล่อยพลังงาน
่
นิวเคลียร์ออกมา

16. พลังงานจากปฏิกรยานิวเคลียร์ฟวชันมีคามากกว่าพลังงานจาก
ิิ ิ ่
ปฏิกิรยานิวเคลียร์ฟชชัน เมื่อเปรียบเทียบจากมวลส่วนที่เข้าทาปฏิกรยา
ิ ิ ิิ
ปฏิกิรยาฟิวชันที่รจกกันในนาม ลูกระเบิดไฮโดรเจน (Hydrogen bomb)
ิ ู้ ั
2H + 31H 4 He + 10n + พลังงาน
1 2
ปฏิกรยานิวเคลียร์ฟวชัน จะเกิดขึ้นได้ต้องใช้ความร้อนเริมต้นสูงมาก
ิิ ิ ่
เพื่อเอาชนะแรงผลักระหว่างนิวเคลียสที่จะเข้ารวมตัวกัน เช่น ระเบิดไฮโดรเจน
จะต้องใช้ความร้อนจากระเบิดปรมาณูเป็นตัวจุดชนวน

17. ประโยชน์ของธาตุกมมันตรังสี
ั
(Application of Isotopes)
1. อุตสาหกรรม - ลดการสึกหรอวงแหวนลูกสูบ
2. การแพทย์ : I – 131 ติดตามดูภาพสมองในทางการแพทย์
ใช้ศึกษาความผิดปกติของต่อมไทรอยด์
3. Co – 60 ใช้ในการถนอมอาหารให้มีอายุยาวนานขึน
้
เพราะรังสีแกมมาช่วยในการทาลายแบคทีเรีย
รักษาโรคมะเร็งทางการแพทย์
4. Ra-226 รักษาโรคมะเร็งทางการแพทย์
5. C-14 ตรวจหาอายุของวัตถุโบราณ
6. รังสีแกมมา ตกแต่งอัญมณีให้สสนสวยงาม
ีั
7. รังสีนวตรอน ใช้ในการปรับปรุงพันธุกรรมพืช
ิ