ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Elements) หมายถึงนิวไคลด์หรือธาตุที่มีสภาพไม่เสถียร ซึ่งจะมีการสลายตัวของนิวเคลียสอยู่ตลอดเวลาทำให้กลายเป็น นิวไคลด์ ใหม่หรือธาตุ ในขณะเดียวกันก็สามารถปลดปล่อยรังสีได้
กัมมัตภาพรังสี (Radioactivity) เป็นปรากฎการณ์อย่างหนึ่งของสารที่มีสมบัติในการแผ่รังสีออกมาได้เอง กัมมันตภาพรังสี ที่แผ่ออกมามีอยู่ 3 ชนิดด้วยกัน คือ รังสีแอลฟา รังสีเบตา และรังสีแกมมา
โดยเมื่อนำสารกัมมันตรังสีใส่ลงในตะกั่วที่เจาะรูเอาไว้ให้รังสีออกทางช่องทางเดียวไป ผ่านสนามไฟฟ้า พบว่ารังสีหนึ่งจะเบนเข้าหาขั้วบวกคือรังสีเบตา อีกรังสีหนึ่งเบนเข้าหาขั้วลบคือรังสีแอลฟาหรืออนุภาคแอลฟา ส่วนอีกรังสีหนึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้าจึงไม่ถูกดูดหรือผลักด้วยอำนาจแม่เหล็กหรืออำนาจนำไฟฟ้า ให้ชื่อรังสีนี้ว่า รังสีแกมมา
รังสีแอลฟา
รังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคแอลฟาซึ่งเป็นอนุภาคที่มีมวล 4 amu มีประจุ +2 อนุภาคชนิดนี้จะถูกกั้นไว้ด้วยแผ่นกระดาษหรือเพียงแค่ผิวหนังชั้นนอกของคนเราเท่านั้น
รังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคแอลฟาซึ่งเป็นอนุภาคที่มีมวล 4 amu มีประจุ +2 อนุภาคชนิดนี้จะถูกกั้นไว้ด้วยแผ่นกระดาษหรือเพียงแค่ผิวหนังชั้นนอกของคนเราเท่านั้น
การสลายตัวให้รังสีแอลฟา
90Th 232----->88Ra 228 + 2a 4
90Th 232----->88Ra 228 + 2a 4
รังสีเบต้า
รังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคอิเลคตรอนหรือโพสิตรอน รังสีนี้มีคุณสมบัติทะลุทะลวงตัวกลางได้ดีกว่ารังสีแอลฟา สามารถทะลุผ่านน้ำที่ลึกประมาณ 1 นิ้วหรือประมาณความหนาของผิวเนื้อที่ฝ่ามือได้ รังสีเบต้าจะถูกกั้นได้โดยใช้แผ่นอะลูมิเนียมชนิดบาง
รังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคอิเลคตรอนหรือโพสิตรอน รังสีนี้มีคุณสมบัติทะลุทะลวงตัวกลางได้ดีกว่ารังสีแอลฟา สามารถทะลุผ่านน้ำที่ลึกประมาณ 1 นิ้วหรือประมาณความหนาของผิวเนื้อที่ฝ่ามือได้ รังสีเบต้าจะถูกกั้นได้โดยใช้แผ่นอะลูมิเนียมชนิดบาง
การสลายตัวให้รังสีบีตา
79Au 198----->80Hg 198 + -1b 0
7N 13----->6C 13 + +1b 0
79Au 198----->80Hg 198 + -1b 0
7N 13----->6C 13 + +1b 0
รังสีแกมมา
รังสีที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานสูง มีคุณสมบัติเช่นเดียวกันกับรังสีเอกซเรย์ที่สามารถทะลุผ่านร่างกายได้ การกำบังรังสีแกมมาต้องใช้วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงเช่น ตะกั่วหรือยูเรเนียม เป็นต้น
รังสีที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานสูง มีคุณสมบัติเช่นเดียวกันกับรังสีเอกซเรย์ที่สามารถทะลุผ่านร่างกายได้ การกำบังรังสีแกมมาต้องใช้วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงเช่น ตะกั่วหรือยูเรเนียม เป็นต้น
การสลายตัวให้รังสีแกมมา
27Co 60----->-1b 0 + 28Ni 60----->28Ni60 + g
27Co 60----->-1b 0 + 28Ni 60----->28Ni60 + g
1. ด้านธรณีวิทยา มีการใช้ C-14 คำนวณหาอายุของวัตถุโบราณ หรืออายุของซากดึกดำบรรพ์ซึ่งหาได้ดังนี้ ในบรรยากาศมี C-14 ซึ่งเกิดจากไนโตรเจน รวมตัวกับนิวตรอนจากรังสีคอสมิกจนเกิดปฏิกิริยา แล้ว C-14 ที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจน แล้วผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช และสัตว์กินพืช คนกินสัตว์และพืช ในขณะที่พืชหรือสัตว์ยังมีชีวิตอยู่ C-14 จะถูกรับเข้าไปและขับออกตลอดเวลา เมื่อสิ่งมีชีวิตตายลง การรับ C-14 ก็จะสิ้นสุดลงและมีการสลายตัวทำให้ปริมาณลดลงเรื่อยๆ ตามครึ่งชีวิตของ C-14 ซึ่งเท่ากับ 5730 ปี
2. ด้านการแพทย์ ใช้รักษาโรคมะเร็ง ในการรักษาโรคมะเร็งบางชนิด กระทำได้โดยการฉายรังสีแกมมาที่ได้จาก โคบอลต์-60 เข้าไปทำลายเซลล์มะเร็ง ผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งในระยะแรกสามารถรักษาให้หายขาดได้ แล้วยังใช้โซเดียม-24 ที่อยู่ในรูปของ NaCl ฉีดเข้าไปในเส้นเลือด เพื่อตรวจการไหลเวียนของโลหิต โดย โซเดียม-24 จะสลายให้รังสีบีตาซึ่งสามารถตรวจวัดได้ และสามารถบอกได้ว่ามีการตีบตันของเส้นเลือดหรือไม่
3. ด้านเกษตรกรรม มีการใช้ธาตุกัมมันตรังสีติดตามระยะเวลาการหมุนเวียนแร่ธาตุในพืช โดยเริ่มต้นจากการดูดซึมที่รากจนกระทั่งถึงการคายออกที่ใบ หรือใช้ศึกษาความต้องการแร่ธาตุของพืช
4. ด้านอุตสาหกรรม ในอุตสาหกรรมการผลิตแผ่นโลหะ จะใช้ประโยชน์จากกัมมันตภาพรังสีในการควบคุมการรีดแผ่นโลหะ เพื่อให้ได้ความหนาสม่ำเสมอตลอดแผ่น โดยใช้รังสีบีตายิงผ่านแนวตั้งฉากกับแผ่นโลหะที่รีดแล้ว แล้ววัดปริมาณรังสีที่ทะลุผ่านแผ่นโลหะออกมาด้วยเครื่องวัดรังสี ถ้าความหนาของแผ่นโลหะที่รีดแล้วผิดไปจากความหนาที่ตั้งไว้ เครื่องวัดรังสีจะส่งสัญญาณไปควบคุมความหนา โดยสั่งให้มอเตอร์กดหรือผ่อนลูกกลิ้ง เพื่อให้ได้ความหนาตามต้องการ
โทษของธาตุกัมมันตรังสี3. ด้านเกษตรกรรม มีการใช้ธาตุกัมมันตรังสีติดตามระยะเวลาการหมุนเวียนแร่ธาตุในพืช โดยเริ่มต้นจากการดูดซึมที่รากจนกระทั่งถึงการคายออกที่ใบ หรือใช้ศึกษาความต้องการแร่ธาตุของพืช
4. ด้านอุตสาหกรรม ในอุตสาหกรรมการผลิตแผ่นโลหะ จะใช้ประโยชน์จากกัมมันตภาพรังสีในการควบคุมการรีดแผ่นโลหะ เพื่อให้ได้ความหนาสม่ำเสมอตลอดแผ่น โดยใช้รังสีบีตายิงผ่านแนวตั้งฉากกับแผ่นโลหะที่รีดแล้ว แล้ววัดปริมาณรังสีที่ทะลุผ่านแผ่นโลหะออกมาด้วยเครื่องวัดรังสี ถ้าความหนาของแผ่นโลหะที่รีดแล้วผิดไปจากความหนาที่ตั้งไว้ เครื่องวัดรังสีจะส่งสัญญาณไปควบคุมความหนา โดยสั่งให้มอเตอร์กดหรือผ่อนลูกกลิ้ง เพื่อให้ได้ความหนาตามต้องการ
เนื่องจากรังสีสามารถทำให้ตัวกลางที่มันเคลื่อนที่ผ่าน เกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ รังสีจึงมีอันตรายต่อมนุษย์ ผลของรังสีต่อมนุษย์สามารถแยกได้เป็น 2 ประเภทคือ ผลทางพันธุกรรมและความป่วยไข้จากรังสี ผลทางพันธุกรรมจากรังสี จะมีผลทำให้การสร้างเซลล์ใหม่ในร่างกายมนุษย์เกิดการกลายพันธุ์ โดยเฉพาะเซลล์สืบพันธุ์ ส่วนผลที่ทำให้เกิดความป่วยไข้จากรังสี เนื่องจากเมื่ออวัยวะส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายได้รับรังสี โมเลกุลของธาตุต่างๆ ที่ประกอบเป็นเซลล์จะแตกตัว ทำให้เกิดอากาป่วยไข้ได้ หลักในการป้องกันอันตรายจากรังสีมีดังนี้ หลักในการป้องกันอันตรายจากรังสีมีดังนี้
- ใช้เวลาเข้าใกล้บริเวณที่มีกัมมันตภาพรังสีให้น้อยที่สุด
- พยายามอยู่ให้ห่างจากกัมมันตภาพรังสีให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้
- ใช้ตะกั่ว คอนกรีต น้ำ หรือพาราฟิน เป็นเครื่องกำบังบริเวณที่มีการแผ่รังสี
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่สะอาดไม่ก่อให้เกิดก๊าซมลพิษต่างๆ เหมือนกับโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงชนิดต่างๆ เนื่องจากการใช้ปฏิกิริยาฟิชชันในการผลิตความร้อนแทนการสันดาปของเชื้อเพลิง
อย่างไรก็ตาม โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดกำลัง 1,000 เมกกะวัตต์ ในแต่ละปีจะมีกากกัมมันตรังสีจากการดำเนินงานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เช่นการทำความสะอาดระบบอุปกรณ์ต่างๆ กระดาษหรือวัสดุที่ใช้กรองสารกัมมันตรังสีประมาณ 200- 600 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งเป็นกากกัมมันตรังสีที่มีระดับรังสีต่ำ และปานกลางสามารถสลายตัวหมดสภาพลงได้อย่างรวดเร็ว กากกัมมันตรังสีเหล่านี้ จะผ่านกรรมวิธีบำบัดให้มีปริมาตรลดลง และจัดเก็บไว้ให้สลายตัว จนไม่เป็นสารกัมมันตรังสี นอกจากนี้ ยังมีเชื้อเพลิงใช้แล้ว ปีละ 27 ตัน ซึ่งภายในเชื้อเพลิงส่วนใหญ่ประกอบด้วยเชื้อเพลิงเดิมที่เหลืออยู่ และมีพลูโตเนียมซึ่งเป็นเชื้อเพลิงชนิดใหม่เกิดขึ้น โดยมีกากกัมมันตรังสีประมาณ 1- 2 ตัน ซึ่งมีระดับรังสีสูง และใช้เวลาสลายตัวนานนับหมื่นปี การจัดการกากกัมมันตรังสีเหล่านี้ดำเนินการโดยเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วไว้ภายในอาคารเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูเป็นการชั่วคราวเพื่อปล่อยให้เย็นลง ซึ่งสามารถจัดเก็บได้ตลอดอายุการใช้งานโรงไฟฟ้า เป็นเวลาถึง 50 ปี หรืออาจนำไปเก็บไว้ภายนอกอาคารซึ่งได้ก่อสร้างสถานที่เก็บไว้โดยเฉพาะภายในอาณาเขตของเครื่องใช้ไฟฟ้าเมื่อมีเชื้อเพลิงใช้แล้วปริมาณมากพอ หรือเลิกดำเนินกิจการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เชื้อเพลิงใช้แล้วจะนำไปเก็บไว้ในสถานที่เก็บกากกัมมันตรังสีถาวร เช่น นำไปเก็บในอุโมงค์ที่สร้างขึ้นลึกลงไปใต้ดินประมาณ 0.5-1 กม เพื่อป้องกันผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และปล่อยให้สลายตัวไปจนกระทั่งมีระดับเท่ารังสีธรรมชาติ นอกจากนี้ ก่อนที่จะนำเชื้อเพลิงใช้แล้วไปเก็บไว้ในสถานที่เก็บกากกัมมันตรังสีถาวรอาจนำไปแยกสกัดเพื่อนำเชื้อเพลิงกลับมาใหม่ โดยให้เหลือเฉพาะกากกัมมันตรังสี ซึ่งผ่านกระบวนการลดปริมาตรและแปรสภาพเป็นของแข็ง เช่น ในรูปของผลึกแก้ว ทำให้สามารถจัดเก็บได้สะดวกยิ่งขึ้น และมีความคงทนต่อการสึกกร่อนป้องกันการรั่วไหลสู่สิ่งแวดล้อม โดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดกำลัง 1,000 เมกะวัตต์ในแต่ละปี จะมีกากกัมมันตรังสีซึ่งผ่านการแปรสภาพแล้วดังกล่าวเพียง 3 ลูกบาศก์เมตร
พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ (Nuclear energy) หมายถึง พลังงานไม่ว่าในลักษณะใดซึ่งเกิดจากการปลดปล่อยออกมาเมื่อมีการแยก, รวมหรือแปลงนิวเคลียส (หรือแกน) ของปรมาณู คำที่ใช้แทนกันได้คือ พลังงานปรมาณู (Atomic energy) ซึ่งเป็นคำที่เกิดขึ้นก่อนและใช้กันมาจนติดปาก โดยอาจเป็นเพราะมนุษย์เรียนรู้ถึงเรื่องของปรมาณู (Atom) มานานก่อนที่จะเจาะลึกลงไปถึงระดับนิวเคลียส แต่การใช้ศัพท์ที่ถูกต้องควรใช้คำว่า พลังงานนิวเคลียร์ อย่างไรก็ดีคำว่า Atomic energy ยังเป็นคำที่ใช้กันอยู่ในกฏหมายของหลายประเทศ สำหรับประเทศไทยได้กำหนดความหมายของคำว่าพลังงานปรมาณู ไว้ในมาตรา 3 แห่งพ.ร.บ.พลังงานปรมาณูเพื่อสันติ พ.ศ.2504 ในความหมายที่ตรงกับคำว่า พลังงานนิวเคลียร์ และต่อมาได้บัญญัติไว้ในมาตรา3 ให้ครอบคลุมไปถึงพลังงานรังสีเอกซ์ด้วย การที่ยังรักษาคำว่าพลังงานปรมาณูไว้ในกฎหมาย โดยไม่เปลี่ยนไปใช้คำว่าพลังงานนิวเคลียร์แทน จึงน่าจะยังคงมีประโยชน์อยู่บ้าง เพราะในทางวิชาการถือว่า พลังงานเอกซ์ไม่ใช่พลังงานนิวเคลียร์ การกล่าวถึง พลังงานนิวเคลียร์ในเชิงปริมาณ ต้องใช้หน่วยที่เป็นหน่วยของพลังงาน โดยส่วนมากจะนิยมใช้หน่วย eV, KeV (เท่ากับ1,000 eV) และ MeV (เท่ากับ 1,000,000 eV) เมื่อกล่าวถึงพลังงานนิวเคลียร์ปริมาณน้อย และนิยมใช้หน่วยกิโลวัตต์- ชั่วโมง หรือ เมกะวัตต์-วัน เมื่อกล่าวถึงพลังงานปริมาณมากๆ โดย: 1MWd=เมกะวัตต์-วัน = 24,000 กิโลวัตต์-ชั่วโมง และ 1MeV=1.854x10E-24 MWd
อย่างไรก็ตาม โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดกำลัง 1,000 เมกกะวัตต์ ในแต่ละปีจะมีกากกัมมันตรังสีจากการดำเนินงานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เช่นการทำความสะอาดระบบอุปกรณ์ต่างๆ กระดาษหรือวัสดุที่ใช้กรองสารกัมมันตรังสีประมาณ 200- 600 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งเป็นกากกัมมันตรังสีที่มีระดับรังสีต่ำ และปานกลางสามารถสลายตัวหมดสภาพลงได้อย่างรวดเร็ว กากกัมมันตรังสีเหล่านี้ จะผ่านกรรมวิธีบำบัดให้มีปริมาตรลดลง และจัดเก็บไว้ให้สลายตัว จนไม่เป็นสารกัมมันตรังสี นอกจากนี้ ยังมีเชื้อเพลิงใช้แล้ว ปีละ 27 ตัน ซึ่งภายในเชื้อเพลิงส่วนใหญ่ประกอบด้วยเชื้อเพลิงเดิมที่เหลืออยู่ และมีพลูโตเนียมซึ่งเป็นเชื้อเพลิงชนิดใหม่เกิดขึ้น โดยมีกากกัมมันตรังสีประมาณ 1- 2 ตัน ซึ่งมีระดับรังสีสูง และใช้เวลาสลายตัวนานนับหมื่นปี การจัดการกากกัมมันตรังสีเหล่านี้ดำเนินการโดยเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วไว้ภายในอาคารเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูเป็นการชั่วคราวเพื่อปล่อยให้เย็นลง ซึ่งสามารถจัดเก็บได้ตลอดอายุการใช้งานโรงไฟฟ้า เป็นเวลาถึง 50 ปี หรืออาจนำไปเก็บไว้ภายนอกอาคารซึ่งได้ก่อสร้างสถานที่เก็บไว้โดยเฉพาะภายในอาณาเขตของเครื่องใช้ไฟฟ้าเมื่อมีเชื้อเพลิงใช้แล้วปริมาณมากพอ หรือเลิกดำเนินกิจการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เชื้อเพลิงใช้แล้วจะนำไปเก็บไว้ในสถานที่เก็บกากกัมมันตรังสีถาวร เช่น นำไปเก็บในอุโมงค์ที่สร้างขึ้นลึกลงไปใต้ดินประมาณ 0.5-1 กม เพื่อป้องกันผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และปล่อยให้สลายตัวไปจนกระทั่งมีระดับเท่ารังสีธรรมชาติ นอกจากนี้ ก่อนที่จะนำเชื้อเพลิงใช้แล้วไปเก็บไว้ในสถานที่เก็บกากกัมมันตรังสีถาวรอาจนำไปแยกสกัดเพื่อนำเชื้อเพลิงกลับมาใหม่ โดยให้เหลือเฉพาะกากกัมมันตรังสี ซึ่งผ่านกระบวนการลดปริมาตรและแปรสภาพเป็นของแข็ง เช่น ในรูปของผลึกแก้ว ทำให้สามารถจัดเก็บได้สะดวกยิ่งขึ้น และมีความคงทนต่อการสึกกร่อนป้องกันการรั่วไหลสู่สิ่งแวดล้อม โดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดกำลัง 1,000 เมกะวัตต์ในแต่ละปี จะมีกากกัมมันตรังสีซึ่งผ่านการแปรสภาพแล้วดังกล่าวเพียง 3 ลูกบาศก์เมตร
พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ (Nuclear energy) หมายถึง พลังงานไม่ว่าในลักษณะใดซึ่งเกิดจากการปลดปล่อยออกมาเมื่อมีการแยก, รวมหรือแปลงนิวเคลียส (หรือแกน) ของปรมาณู คำที่ใช้แทนกันได้คือ พลังงานปรมาณู (Atomic energy) ซึ่งเป็นคำที่เกิดขึ้นก่อนและใช้กันมาจนติดปาก โดยอาจเป็นเพราะมนุษย์เรียนรู้ถึงเรื่องของปรมาณู (Atom) มานานก่อนที่จะเจาะลึกลงไปถึงระดับนิวเคลียส แต่การใช้ศัพท์ที่ถูกต้องควรใช้คำว่า พลังงานนิวเคลียร์ อย่างไรก็ดีคำว่า Atomic energy ยังเป็นคำที่ใช้กันอยู่ในกฏหมายของหลายประเทศ สำหรับประเทศไทยได้กำหนดความหมายของคำว่าพลังงานปรมาณู ไว้ในมาตรา 3 แห่งพ.ร.บ.พลังงานปรมาณูเพื่อสันติ พ.ศ.2504 ในความหมายที่ตรงกับคำว่า พลังงานนิวเคลียร์ และต่อมาได้บัญญัติไว้ในมาตรา3 ให้ครอบคลุมไปถึงพลังงานรังสีเอกซ์ด้วย การที่ยังรักษาคำว่าพลังงานปรมาณูไว้ในกฎหมาย โดยไม่เปลี่ยนไปใช้คำว่าพลังงานนิวเคลียร์แทน จึงน่าจะยังคงมีประโยชน์อยู่บ้าง เพราะในทางวิชาการถือว่า พลังงานเอกซ์ไม่ใช่พลังงานนิวเคลียร์ การกล่าวถึง พลังงานนิวเคลียร์ในเชิงปริมาณ ต้องใช้หน่วยที่เป็นหน่วยของพลังงาน โดยส่วนมากจะนิยมใช้หน่วย eV, KeV (เท่ากับ1,000 eV) และ MeV (เท่ากับ 1,000,000 eV) เมื่อกล่าวถึงพลังงานนิวเคลียร์ปริมาณน้อย และนิยมใช้หน่วยกิโลวัตต์- ชั่วโมง หรือ เมกะวัตต์-วัน เมื่อกล่าวถึงพลังงานปริมาณมากๆ โดย: 1MWd=เมกะวัตต์-วัน = 24,000 กิโลวัตต์-ชั่วโมง และ 1MeV=1.854x10E-24 MWd
ด้านเกษตรกรรม งานในด้านนี้ที่ประสบความสำเร็จมากคือ การวิจัยด้านการฉายรังสีอาหารโดยใช้รังสีแกมมาช่วยยืดอายุการเก็บของอาหารทั้งพืชผัก ผลไม้ และเนื้อสัตว์ต่างๆ ได้เป็นอย่างดี โดยจะช่วยยับยั้งการงอกของพืชผัก ชะลอการสุกของผลไม้และช่วยทำลายแมลง พยาธิ หรือจุลินทรีย์ ในอาหารและผลิตผลทางการเกษตร ซึ่งอำนวยประโยชน์ให้ประชาชนได้บริโภคอาหารที่ถูกอนามัยปราศจากเชื้อโรคและพยาธิ ช่วยการถนอมอาหารและเก็บรักษาอาหารและพืชผลไว้บริโภคในช่วงฤดูกาลที่ขาดแคลนลดการนำเข้าจากต่างประเทศและเพิ่มรายได้ของประเทศโดยส่งเสริมการส่งออกของอาหารและผลิตผลการเกษตรจากการฉายรังสี
นอกจากนี้ยังนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในงานอื่นอีก เช่น ใช้วิเคราะห์ดินเพื่อการจำแนกพื้นที่เพาะปลูกหรือการใช้เทคนิคทางรังสีเพื่อศึกษาการดูดซึมแร่ธาตุและปุ๋ยโดยต้นไม้และพืชเศรษฐกิจต่างๆ ส่งเสริมการใช้ปุ๋ยให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น หรือการนำเทคนิคดังกล่าวมาปรับปรุงพันธ์พืช และสัตว์ เป็นต้น
ด้านการแพทย์ ปัจจุบันมีการนำเทคนิคด้านนิวเคลียร์มาใช้ในทางการแพทย์หลายด้าน เช่น ด้านการตรวจและวินิจฉัย โดยการใช้เทคนิค Radioimmunoassay (RIA) สำหรับตรวจวัดสารที่มีประมาณน้อยในร่างกาย หรือเทคนิคฉีดสารกัมมันตรังสีเข้าร่างกาย เพื่อหาตำแหน่งของอวัยวะที่เสียหน้าที่ และปัจจุบันสามารถตรวจดูรูปร่างและการทำงานของอวัยวะด้วยเครื่องมือที่เรียกว่า เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ ซึ่งทันสมัยที่สุด ในด้านการบำบัดรักษาโดยเฉพาะโรคมะเร็งได้มีการใช้สารกัมมันตรังสีร่วมกับการใช้ยาหรือสารเคมีและการผ่าตัด นอกจากนี้ยังมีการใช้รังสีในการทำให้ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ปลอดเชื้อ หรือใช้รังสีในการเตรียมวัคซีนและแอนติเจนโดยยังคุณสมบัติของวัคซีนเอาไว้ และใช้รังสีหยุดยั้งการเจริญเติบโตของเม็ดเลือดขาวในผลิตภัณฑ์เลือด เพื่อทำให้ผู้ป่วยมีความปลอดภัยในการรับและถ่ายเลือด เป็นต้น
ด้านอุตสาหกรรม ปัจจัยหลักที่จะทำให้อุตสาหกรรมก้าวหน้าไปได้ในสภาวะเศรษฐกิจของโลก ในขณะนี้ คือ การเพิ่มผลผลิต การควบคุมคุณภาพ และการลดต้นทุนการผลิต เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ดังกล่าวในปัจจุบันไทยได้นำเทคโนโลยีนิวเคลียร์มาใช้ในการประกอบอุตสาหกรรมต่างๆ มากขึ้น เช่น การผลิตเส้นใยสังเคราะห์สำหรับทอผ้า การผลิตปูนซีเมนต์ ไม้อัดแผ่นเรียบ กระเบื้อง กระดาษ ผลิตภัณฑ์แก้ว เหล็ก หรือโลหะอุตสาหกรรมปิโตรเลียม และปิโตรเคมี การผลิตยางรถยนต์ การผลิตน้ำอัดลม การเปลี่ยนสีอัญมณี การควบคุมคุณภาพในการก่อสร้างถนน เป็นต้น โดยการใช้เทคนิคที่สำคัญคือ การตรวจสอบโดยไม่ทำลาย หรือการใช้รังสีเป็นสารติดตามและใช้เป็นระบบควบคุมในโรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น
ชนิดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ .....ทำให้เกิดแรงนิวเคลียร์มี 2 ปฏิกิริยา คือ ปฏิกิริยาฟิชชั่น และปฏิกิริยาฟิวชั่น
............ ปฏิกิริยาฟิชชั่น (Fission) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดจากการใช้อนุภาคนิวตรอนหรืออนุภาคอื่นยิงไปที่นิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียส
แตกตัวเป็นนิวเคลียสใหม่สองนิวเคลียสที่มีมวลใกล้เคียงกันและมีพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออนสูงกว่านิวเคลียสของธาตุเดิม ขบวนการฟิชชั่นที่เกิดขึ้นนี้จะมี
นิวตรอนอิสระเกิดขึ้นด้วย นิวตรอนอิสระนี้จะไปชนนิวเคลียสอื่นของยูเรเนียมก็จะเกิดฟิชชั่นต่อไปเรียกว่า “ปฏิกิริยาลูกโซ่” ซึ่งเกิดต่อเนื่องกันไปไม่หยุดยั้งและ
จะเกิดพลังงานมหาศาล แนวความคิดนี้ถูกนำไปใช้ในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์
............ ปฏิกิริยาฟิวชั่น (Fusion) ฟิวชั่นคือปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งเกิดจากนิวเคลียสธาตุเบามา หลอมรวมกันเป็นนิวเคลียร์ที่หนักกว่า พร้อมกับมีพลังงาน
ปล่อยออกมา ปฏิกิริยาฟิวชั่นบนดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ จะมีพลังงานออกมาไม่สิ้นสุด เพราะการรวมตัวของไฮโดรเจน 4 อะตอม เกิดฮีเลียมและพลังงาน
ปฏิกิริยาเช่นนี้เกิดขึ้นมากมายบนดวงอาทิตย์ จึงไม่น่าประหลาดใจว่าเหตุใดใจกลางดวงอาทิตย์จึงมีอุณหภูมิถึง 20,000,000 K (เคลวิน) การสร้างปฏิกิริยา
ในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้ เช่นระเบิดไฮโดรเจนเป็นผลของปฏิกิริยาฟิวชั่น มีพลังงานสูงกว่าระเบิดนิวเคลียร์มาก แต่เรายังไม่สามารถควบคุมบังคับให้
เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องได้
โทษของพลังงานนิวเคลียร์............ ปฏิกิริยาฟิชชั่น (Fission) คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดจากการใช้อนุภาคนิวตรอนหรืออนุภาคอื่นยิงไปที่นิวเคลียสของธาตุหนัก แล้วทำให้นิวเคลียส
แตกตัวเป็นนิวเคลียสใหม่สองนิวเคลียสที่มีมวลใกล้เคียงกันและมีพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออนสูงกว่านิวเคลียสของธาตุเดิม ขบวนการฟิชชั่นที่เกิดขึ้นนี้จะมี
นิวตรอนอิสระเกิดขึ้นด้วย นิวตรอนอิสระนี้จะไปชนนิวเคลียสอื่นของยูเรเนียมก็จะเกิดฟิชชั่นต่อไปเรียกว่า “ปฏิกิริยาลูกโซ่” ซึ่งเกิดต่อเนื่องกันไปไม่หยุดยั้งและ
จะเกิดพลังงานมหาศาล แนวความคิดนี้ถูกนำไปใช้ในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์
............ ปฏิกิริยาฟิวชั่น (Fusion) ฟิวชั่นคือปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งเกิดจากนิวเคลียสธาตุเบามา หลอมรวมกันเป็นนิวเคลียร์ที่หนักกว่า พร้อมกับมีพลังงาน
ปล่อยออกมา ปฏิกิริยาฟิวชั่นบนดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ จะมีพลังงานออกมาไม่สิ้นสุด เพราะการรวมตัวของไฮโดรเจน 4 อะตอม เกิดฮีเลียมและพลังงาน
ปฏิกิริยาเช่นนี้เกิดขึ้นมากมายบนดวงอาทิตย์ จึงไม่น่าประหลาดใจว่าเหตุใดใจกลางดวงอาทิตย์จึงมีอุณหภูมิถึง 20,000,000 K (เคลวิน) การสร้างปฏิกิริยา
ในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้ เช่นระเบิดไฮโดรเจนเป็นผลของปฏิกิริยาฟิวชั่น มีพลังงานสูงกว่าระเบิดนิวเคลียร์มาก แต่เรายังไม่สามารถควบคุมบังคับให้
เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องได้
พลังงานนิวเคลียร์เมื่อไม่ระมัดระวังในการใช้จะเกิดโทษดังต่อไปนี้คือ
1. รังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสี เมื่อผ่านสิ่งมีชีวิตทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต นอกจากนั้นจะมีผลถึงพันธุกรรมของ
สิ่งมีชีวิต ตัวอย่างคือความพิการของคนในเมืองฮิโรชิมาและนางาซากิ ประเทศญี่ปุ่น ที่ประเทศสหรัฐอเมริกาทิ้งระเบิดปรมาณูในสงครามโลก
ครั้งที่ 2
2. การทิ้งกากสารที่มีกัมมันตรังสี ถ้าทำไม่ระมัดระวังจะทำให้เกิดผลกระทบต่อชีวิตในบริเวณนั้น
การป้องกันในการใช้พลังงานนิวเคลียร์
1. ให้ใช้ในระยะเวลาสั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้
2. ให้อยู่ห่างแหล่งกำเนิดหรือบริเวณธาตุกัมมันตรังสีให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้
3. เนื่องจากขณะที่เกิดพลังงานนิวเคลียร์ จะมีรังสีออกมาด้วย รังสีนี้จะมีอำนาจในการผ่านวัตถุต่างกัน จึงควรใช้วัตถุที่รังสีทะลุผ่านได้น้อยมาเป็น
เครื่องกำบัง โดยมากมักใช้ตะกั่ว คอนกรีต การทำงานเกี่ยวกับนิวเคลียร์ต้องมีเครื่องมือวัดรังสีเพื่อรู้ปริมาณรังสี เพื่อป้องกันอันตรายจากรังสี
..........โดยปกติแล้วในธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตจะได้รับรังสีโดยธรรมชาติอยู่เสมอ แต่ได้รับน้อยจึงไม่มีอันตราย แนวโน้มการใช้พลังงานนิวเคลียร์
จะมีมากขึ้นในอนาคต เพราะความเจริญทางเทคโนโลยี จึงควรใช้ด้วยความระมัดระวังเพราะพลังงานนิวเคลียร์มีทั้งคุณและโทษ
แบบทดสอบ
1.ธาตุกัมมันตรังสีคืออะไร?
ก.ธาตุที่เกิดขึ้นจากน้ำ
ข.ธาตุที่มนุษย์สร้างขึ้น
ค.เป็นปรากฎการณ์อย่างหนึ่งของสารที่มีสมบัติในการแผ่รังสีออกมาได้เอง
ง.ธาตุที่มองเห็นไม่ได้ด้วยตาเปล่า ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์
2.ธาตุกัมมันตรังสีมีกี่ชนิด?
ก.1 ชนิด
ข. 2 ชนิด
ค. 3 ชนิด
ง. 4 ชนิด
3.รังสีเบต้าประกอบด้วยรังสีอะไรบ้าง?
ก.อนุภาคอิเลคตรอนหรือโพสิตรอน
ข. อนุภาคอิเล็กตรอนและนิวตรอน
ค.อนุภาคนิงตรอนและโพสิตรอน
ง. อนุภาคอิเล็กตรอน
4.รังสีแกมม่าเป็นรังสีที่มีชนิดเดียวกันกับรังสีอะไร?
ก. คลื่นแสง
ข.คลื่นไมโครเวฟ
ค.คลื่นวิทยุ
ง.รังสีเอกซเรย์
5.ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีนำไปใช้ได้กี่ด้าน?
ก. 4 ด้าน
ข. 5 ด้าน
ค. 6 ด้าน
ง. 7 ด้าน
6.ประโยชน์ของธาตุกัมมันตรังสีที่นำไปใช้ทางด้านการแพทย์สามารถรักษาโรคอะไรได้?
ก. โรคเอดส์
ข. โรคมะเร็ง
ค. โรคตับแข็ง
ง. โรคความดันโลหิต
7.ข้อใดไม่ใช่วิธีการป้องกันอันตรายจากรังสีธาตุกัมมันตรังสี?
ก.ใช้เวลาเข้าใกล้บริเวณที่มีกัมมันตภาพรังสีให้น้อยที่สุด
ข.พยายามอยู่ให้ห่างจากกัมมันตภาพรังสีให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้
ค.ใช้ตะกั่ว คอนกรีต น้ำ หรือพาราฟิน เป็นเครื่องกำบังบริเวณที่มีการแผ่รังสี
ง.ไม่มีข้อใดถูก
8. ประโยชน์ของพลังงานนิวเคลียร์มีกี่ด้าน?
ก. 2 ด้าน
ข. 3 ด้าน
ค. 4 ด้าน
ง. 5 ด้าน
9. ชนิดของปฏิกิริยานิวเคลียร์แบ่งออกเป็นกี่ชนิด?
ก. 2 ชนิด ปฏิกิริยาฟิวชั่นและปฏิกิริยาแมนชั่น
ข.2 ชนิด ปฏิกิริยาฟิวชั่นและปฏิกิริยาฟิชชั่น
ค. 2 ชนิด ปฏิกิริยาฟิชชั่นและปฏิกิริยาแมนชั่น
ง. 3 ชนิด ปฏิกิริยาฟิวชั่น ปฏิกิริยาฟิชชั่นและปฏิกิริยาแมนชั่น
10.รังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุกัมมันตรังสี เมื่อผ่านสิ่งมีชีวิตจะทำให้เกิดอะไรขึ้น?
ก. เปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม
ข.สิ่งมีชีวิตทุกชนิดตาย
ค.ทำให้พืชแห้งแล้ง
ง. ทำให้มนุษย์เป็นโรคมะเร็ง
แบบสอบถามความพึงพอใจ
เรื่อง ธาตุกัมมันตรังสีและพลังงานนิวเคลียร์
เรื่อง | ดีมาก | ดี | ปานกลาง | น้อย |
1.ความเหมาะสมของเนื้อหาเข้าใจได้ง่ายดาย | ||||
2.สีข้อความอ่านได้ง่าย | ||||
3.มีลูกเล่นที่หลากหลาย | ||||
4.ภาพพื้นหลังสวยงาม | ||||
5.คำถามถามแล้วเกิดความเข้าใจ |
คณะผู้จัดทำ
นาย ปรณัฐ อาญาเมือง เลขที่ 2 ม.5/9
นางสาว กนกวรรณ อะวะภาค เลขที่ 16 ม.5/9
นางสาว นัฏฐาพร เตาวโรดม เลขที่ 18 ม.5/9
นางสาว กุลนิษฐ์ นาคสวาท เลขที่ 20 ม.5/9
1.ค 2. ค 3. ก 4. ง 5. 4 6. ข 7. ง 8. 4 9. ข 10. ก
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น