เรื่องที 1 ความหมายและสมบัติของธาตุกัมมันตรังสี

กัมมันตภาพรังสี (Ionizing Radioactivity)

1. กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity) หมายถึง รังสีที่แผ่ออกมาได้เองจากธาตุบางชนิด

2. ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่มีในธรรมชาติที่แผ่รังสีออกมาได้เอง

3. เฮนรี่ เบคเคอเรล นักฟิสิกส์ชาวฝรังเศส เป็นผู้ค้นพบกัมมันตภาพรังสี โดยบังเอิญ ในขณะที่ทำการวิเคราะห์เกี่ยวกับรังสีเอกซ์ กัมมันตภาพรังสีมีสมบัติแตกต่างจากรังสีเอกซ์ คือ มีความเข้มน้อยกว่ารังสีเอกซ์ การแผ่รังสีเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา

4. รังสี เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติ บางชนิดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น รังสีเอกซ์ รังสีอุลตราไวโอเลต รังสีอินฟราเรด บางอย่างเป็นอนุภาค เช่น รังสีทีเกิดจากอนุภาคอิเลคตรอน รังสีที่ได้จากธาตุกัมมันตรังสีมี 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา รังสีเบตา และรังสีแกมมา

ชนิดของกัมมันตภาพรังสี กัมมันตภาพรังสีมี 3 ชนิด

        1. กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity) หมายถึง รังสีทีแผ่ออกมาได้เองจากธาตุบางชนิด

        2. ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุทีมีในธรรมชาติทีแผ่รังสีออกมาได้เอง

       3. เฮนรี เบคเคอเรล นักฟิสิกส์ชาวฝรังเศส เป็นผู้ค้นพบกัมมันตภาพรังสี โดยบังเอิญ ในขณะทีทําการวิเคราะห์เกียวกับรังสีเอกซ์ กัมมันตภาพรังสีมีสมบัติแตกต่างจากรังสีเอกซ์ คือ มีความเข้มน้อยกว่ารังสีเอกซ์ การแผ่รังสีเกิดขึนอย่างต่อเนืองตลอดเวลา

       4. รังสี เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติ บางชนิดเป็นคลืนแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น รังสีเอกซ์ รังสีอุลตราไวโอเลต รังสีอินฟราเรด บางอย่างเป็นอนุภาค เช่น รังสีทีเกิดจากอนุภาคอิเลคตรอน รังสีทีได้จากธาตุกัมมันตรังสีมี 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา รังสีเบตา และรังสีแกมมา

ชนิดของกัมมันตภาพรังสี กัมมันตภาพรังสีมี 3 ชนิด คือ

1. รังสีแอลฟา (alpha, a) คือ นิวเคลียสของอะตอมธาตุฮีเลียม 24He มีประจุไฟฟ้า +2 มีมวลมาก ความเร็วต่ำ อำนาจทะลุทะลวงน้อย มีพลังงานสูงมากทำให้เกิดการแตกตัวเป็นอิออนได้ดีทีสุด

2. รังสีเบต้า (Beta, b) มี 2 ชนิด คือ อิเลคตรอน 0-1e (ประจุลบ) และ โฟซิตรอน 0e+1           (ประจุบวก) มีความเร็วสูงมากใกล้เคียงกับความเร็วแสง

3. รังสีแกมมา (gamma, g) คือ รังสีทีไม่มีประจุไฟฟ้า หมายถึง โฟตอนหรือควอนตัมของแสง มีอํานาจในการทะลุทะลวงได้สูงมาก ไม่เบียงเบนในสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทีมีความถีสูงกว่ารังสีเอกซ์

คุณสมบัติของกัมมันตภาพรังสี

1. เดินทางเป็นเส้นตรง

2. บางชนิดเกิดการเลี้ยวเบนเมื่อผ่านสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า เช่น a, b

3. มีอํานาจในการทะลุสารต่าง ๆ ได้ดี

4. เมื่อผ่านสารต่างๆจะสูญเสียพลังงานไปโดยการทำให้สารนั้นแตกตัวเป็นอิออนซึ่งอิออนเหล่านั้นจะก่อให้เกิดปรากฏการณ์อื่น ๆ เช่น ปฏิกิริยาเคมี เกิดรอยดำบนฟิล์มถ่ายรูป

5. การเปลี่ยนสภาพนิวเคลียส

5.1. การแผ่กัมมันตภาพรังสี เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงนิวเคลียส เมื่อนิวเคลียสปลดปล่อยรังสีออกมานิวเคลียสเองจะเปลี่ยนสภาพเป็นนิวเคลียสของธาตุใหม่

5.2. การแผ่รังสีแอลฟา a นิวเคลียสของธาตุเดิมจะเปลี่ยนไปโดยทีมวล และนิวเคลียสเดิมลดลงเท่ากับมวลของอนุภาคแอลฟา

5.3. การแผ่รังสีเบตา b ประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสใหม่จะเพิ่มหรือลดลง -10e หน่วย

5.4. รังสีแกมมา g เกิดจากการเปลี่ยนระดับพลังงานของนิวเคลียส จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลขมวลและเลขอะตอมของนิวเคลียสทีแผ่รังสีแกมมาออกมา

ชนิดและอันตรายจากกัมมันตภาพรังสี

      1. รังสีแกมมา มีอำนาจการทะลุทะลวงมากและสามารถทำลายเนื้อเยื้อของร่างกายได้

    2. รังสีแอลฟาและรังสีเบต้า เป็นรังสีทีมีอนุภาคสามารถทำลายเนื้อเยื้อได้ดี ถึงแม้จะมีอำนาจการทะลุทะลวงเท่ากับรังสีแกมมา แต่ถ้าหากรังสีชนิดนี้ไปฝังบริเวณเนื้อเยือของร่างกายแล้ว ก็มีอำนาจการทำลายไม่แพ้รังสีแกมมา

      3. รังสีเอ็กซ์ สามารถปล่อยประจุไฟฟ้าแรงสูงในที่สุญญากาศ อันตรายอาจจะเกิดขึ้นถ้าหากรังสีเอกซ์รั่วไหลออกจากเครื่องมือและออกสู่บรรยากาศ สัมผัสกับรังสีเอกซ์มากเกินไป เช่น จากหลอดเอ็กซ์เรย์ก็จะเกิดโรคผิวหนังที่มือ มีลักษณะหยาบ ผิวหนังแห้งมีลักษณะคล้ายหูด แห้งและเล็บหักง่าย ถ้าสัมผัสไปนาน ๆ เข้า กระดูกก็จะถูกทําลาย

   4.รังสีทีสามารถมองเห็นและรังสีอัลตราไวโอเลตหรือรังสีเหนือม่วง รังสีชนิดนี้จะไม่ทะลุ ทะลวงผ่านชั้นใต้ผิวหนัง รังสีอัลตราไวโอเลตจะมีอันตรายรุนแรงกว่ารังสีอินฟราเรด และจะทำให้ผิวหนังไหม้เกรียม และทำอันตรายต่อเลนส์ตา คนทั่ว ๆ ไปจะได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ ฉะนั้นคนที่ทำงานกลางแสงอาทิตย์แผดกล้าติดต่อกันเป็นระยะเวลานาน โอกาสที่จะเป็นเนื้องอกตามบริเวณผิวหนังที่ถูกแสงแดดในที่สุดก็จะกลายเป็นเนื้อร้ายหรือมะเร็งได้ รังสีอัลตราไวโอเลตจะมีอันตรายต่อผิวหนังมากขึ้น ถ้าหากผิวหนังของเราไปสัมผัสกับสารเคมีบางอย่างเช่น ครีโซล ซึงเป็นสารเคมีทีมีความไวต่อแสงอาทิตย์มาก