ฟิสิกส์นิวเคลียร์

1. Nuclear
Physics
วิชา ฟิสิกส์ 5 รหัสวิชา ว30210 ชั้นมััยมัึกกาาีท ีท่ 6
ครูผู้สอนม : ครูีิ มนมุช ลอมเลิึหล้า

2. เบ็กเคอเรล (Antoine Henri
Becquerel)
ทดลองพบว่าธาตุยูเรเนียมจะปล่อย
รังสีออกมาจากธาตุยูเรเนียมตลอดเวลาแม้ไม่
โดนแสงแดด และพบว่ารังสียังสามารถผ่าน
วัตถุทึบแสงออกมาภายนอกได้
การค้นมพบกัััันมตภาพรังสท

3. Pierre Curie and Marie Curie
ได้ทาการทดลองพบว่ายังมีธาตุอื่น
เช่น ทอเรียม เรเดียม ก็สามารถแผ่รังสี
ออกมาได้เช่นเดียวกัน
การค้นมพบกัััันมตภาพรังสท

4. ยาตุกัััันมตรังสท (radioactive element) คือ ยาตุีท่สาัารถแผ่
รังสทเองได้
ีรากฏการณ์ีท่ยาตุแผ่รังสทได้เองอม่างต่อเนมื่องเรทมกว่า กัััันมตภาพรังสท
(radioactivity) ซก่งเี็ นมีรากฏการณ์ีท่นมิวเคลทมสของไอโซโีีีท่ไั่
เสถทมรเกิดการเีลท่มนมแีลงเพื่อีรับตัวให้ัทเสถทมรภาพ โดมการีล่อม
อนมุภาคบางชนมิดออกัา

5. Radiation Type

6. รังสทีท่แผ่ออกัาจากยาตุกัััันมตรังสทัท 3 ชนมิด คือ

7. การเคลื่อนมีท่ของรังสทีั้ง 3 ชนมิด ผ่านมสนมาัแั่เหล็ก

8. สัญลักาณ์ของยาตุและอนมุภาคบางอม่างีท่ควรีราบ

9. อานมาจีะลุผ่านมของรังสท

13. Decay Type

14. Radioactiv
e Decay
Series

15. Radioactive Decay
Series

16. กฎการสลามตัวของยาตุกัััันมตรังสท กล่าวไว้ว่า
1. จานวนนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีที่สลายไปในหนึ่งหน่วยเวลา
(อัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี) จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจานวน
นิวเคลียสที่มีอยู่
2. ในการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี โอกาสที่นิวเคลียสแต่ละตัวจะ
สลายไปในหนึ่งเวลาเท่ากันหมดทุกนิวเคลียส ซึ่งเป็นสมบัติเฉพาะตัวของธาตุ
กัมมันตรังสีแต่ละชนิด
3. อัตราการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีไม่ขึ้นกับสิ่งแวดล้อม เช่น
อุณหภูมิ หรือความดัน
การสลามกัััันมตรังสท ( radioactive
decay )

17. การสลามกัััันมตรังสท
N
dt
dN

เป็นไปตามสถิติหรือโอกาสตามธรรมชาติ
คือ อัตราการสลายตัว
N
dt
dN

เครื่องหมายลบ แสดงถึงการลดลง ค่าคงตัวในการสลายตัว
dt
dN

18. สมการการสลายกัมมันตรังสี
t
eNN 
 0
เวลาที่สารกัมมันตรังสีใช้ในการสลายตัวจนเหลือครึ่งหนึ่ง
ของที่มีอยู่เดิมเมื่อตั้งต้นเรียกว่า เวลาครก่งชทวิต (half life ),
T1/2

693.0
2/1 T
N คือ จานวนนิวเคลียสที่เหลืออยู่
N0 คือ จานวนนิวเคลียสตั้งต้น

19. จาก t
eN
dt
dN 
 
 0
A
dt
dN
 00 NA 
t
eAA 
 0
เมื่อ
ดังนั้น
A0 เป็นกัมมันตภาพขณะเริ่มต้น
A เป็นกัมมันตภาพที่เวลา t ใดๆ
กัมมันตภาพ คือ อัตราการแผ่รังสีในขณะหนึ่ง มีหน่วยเป็นเบคเคอเรล
(Bq) หรือ คูรี (Ci)
1 Ci = 3.7 

20. การสลามตัวของ Radium -226

21. ปริมาตรนิวเคลียสเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจานวนนิวคลี
ออน (เลขมวล) ที่มีอยู่ในนิวเคลียสนั้นๆ
3
1
AR 
3
1
0 ARR 
R0 = 1.2  10 -15 m
รัศมีนิวเคลียส

22. Nuclear binding energy =
Δmc2
This binding energy can be
calculated from the Einstein
relationship :
Nucleus are made up
of protons and neutron, but the
mass of a nucleus is always less
than the sum of the individual
masses of the protons and neutron

23. BINDING ENERGY
- The energy that must be added
to separate
the nucleons- The magnitude of the energy by
which the
nucleons are bound together
EB = Δmc2
EB = ( ZMP + NMN - Z
AM )c2

24. EB = Binding energy (MeV)
MP = mass of protons (u)
MN = mass of neutron (u)
Z
AM = mass of atom (u)
c2 = 931.5 MeV/u
EB = ( ZMP + NMN - Z
AM ) c2
1 𝑀𝑒𝑉 = 1.602177 𝑥 10−13 J

25. Nuclear Decay Emissions and Their
Symbols
1 𝑢 = 1.660540 𝑥 10−27
kg

26. Binding Energy

27. THE BINDING ENERGY
The binding energy EB of a nucleus is the
energy required to separate a nucleus into
its constituent parts.
EB = mDc2 where c2 = 931.5 MeV/u

28. Nuclear reaction

29. X + a → Y + b หรือ X ( a ,b
)Y
X = นมิวเคลทมสีท่เี็ นมเี้ า
a = อนมุภาคีท่ชนมเี้ า
Y = นมิวเคลทมสยาตุใหั่ีท่เกิดขก้นมหลังการชนม
b = อนมุภาคีท่เกิดขก้นมหลังการชนม
Nuclear reaction

30. หลักของีฏิกิริมานมิวเคลทมร์
1. ผลบวกของเลขัวลตอนมก่อนม = ผลบวกของเลขัวลตอนม
หลัง
2. ผลบวกของเลขอะตอัตอนมก่อนม = ผลบวกของเลขอะตอัตอนม
หลัง

31. Fission reaction
เป็นปฏิกิริยาการแยกตัวของนิวเคลียส โดยมีนิวตรอนเป็นตัววิ่งเข้า
ชนนิวเคลียสหนักๆ ( A  230 ) เป็นผลทาให้ได้นิวเคลียสที่มีขนาด
ปานกลาง และมีนิวตรอนที่มีความเร็วสูงเกิดขึ้นประมาณ 2 - 3 ตัว และมี
การคายพลังงานออกมาด้วย

32. Chain reaction
เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบฟิชชันที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยอาศัย
นิวตรอนที่เกิดขึ้นเป็นตัวยิงนิวเคลียสของธาตุต่อไป

33. Fusion reaction
เป็นปฏิกิริยาหลอมตัวของนิวเคลียสและมีพลังงานคายออกมาด้วย
นิวเคลียสที่ใช้หลอมจะต้องเป็นนิวเคลียสเล็กๆ ( A < 20 ) หลอมรวม
กลายเป็นนิวเคลียสเบาที่ใหญ่กว่าเดิม

34. ีระโมชนม์ของกัััันมตภาพรังสท

35. ด้านมการแพีม์
ใช้ไอโอดีน -131 ในการติดตามเพื่อศึกษาความผิดปกติของต่อม
ไทรอยด์
ใช้โคบอลต์ -60 และเรเดียม -226 ใช้รักษาโรคมะเร็ง

36. ด้านมเกาตรกรรั
ใช้ฟอสฟอรัส -32 ศึกษาความต้องการปุ๋ ยของพืช
ใช้รังสีปรับปรุงเมล็ดพันธุ์ที่ต้องการ

37. ด้านมอุตสาหกรรั
ใช้ธาตุกัมมันตรังสีตรวจหารอยตาหนิ เช่น รอยร้าวของโลหะ
หรือท่อขนส่งของเหลว ใช้ธาตุกัมมันตรังสีในการตรวจสอบและควบคุม
ความหนาของวัตถุ ใช้รังสีฉายบนอัญมณีเพื่อให้มีสีสันสวยงาม

38. ด้านมยรณทวิีมา
การใช้คาร์บอน -14 คานวณหาอายุของวัตถุโบราณหรือซากดึกดา
บรรพ์

39. ด้านมพลังงานม
มีการใช้พลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในเตาปฏิกรณ์
ปรมาณูต้มน้าให้กลายเป็นไอ แล้วผ่านไอน้าไปหมุนกังหัน เพื่อผลิต
กระแสไฟฟ้ า