head-bannongjok-min
ยินดีต้อนรับเข้าสู่เว็บไซต์ โรงเรียนบ้านหนองจอก(จิตติ-บุญศรี)
วันที่ 10 สิงหาคม 2022 5:59 AM
head-bannongjok-min
โรงเรียนบ้านหนองจอก(จิตติ-บุญศรี)
หน้าหลัก » นานาสาระ » รังสี การแผ่รังสีและพื้นฐานของฟิสิกส์นิวเคลียร์

รังสี การแผ่รังสีและพื้นฐานของฟิสิกส์นิวเคลียร์

อัพเดทวันที่ 9 พฤษภาคม 2022

รังสี สุขอนามัยจากรังสีเป็นวิทยาศาสตร์ การป้องกันทางการแพทย์อิสระที่ศึกษาสภาวะ ประเภทและผลที่ตามมาของการสัมผัสกับแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ในร่างกาย และพัฒนามาตรการด้านความปลอดภัย และการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของรังสีที่มุ่งปกป้องสุขภาพของมนุษย์ สุขอนามัยการแผ่รังสีแบ่งออกเป็นสุขลักษณะการแผ่รังสีในที่ทำงาน ซึ่งศึกษาสภาพการทำงานและพัฒนามาตรการป้องกันรังสี เมื่อทำงานในสถานประกอบการและสถาบันต่างๆ

รังสี

รวมถึงสถานพยาบาลด้วยแหล่งกำเนิดรังสีไอออไนซ์ ตลอดจนสุขอนามัยการแผ่รังสีของชุมชน ซึ่งคำนึงถึงทุกประเด็นของรังสี ความปลอดภัยของประชากร พื้นฐานของฟิสิกส์นิวเคลียร์ กัมมันตภาพรังสีเป็นสมบัติของนิวเคลียสของอะตอมของธาตุบางชนิด ที่จะกลายเป็นนิวเคลียสของอะตอมของธาตุอื่นโดยธรรมชาติ เช่น โดยไม่มีอิทธิพลจากภายนอก ขณะปล่อยรังสีไอออไนซ์ การเปลี่ยนแปลงของธาตุ ในกรณีเช่นนี้เรียกว่าการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี

ปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี ที่เกิดขึ้นในไอโซโทปธรรมชาติเรียกว่า กัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ และปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในไอโซโทป ที่ได้จากองค์ประกอบทางเคมีที่ประดิษฐ์ขึ้น จะเรียกว่ากัมมันตภาพรังสีเทียม เพื่อให้เข้าใจปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี จำเป็นต้องจำโครงสร้างของอะตอม ประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวก และอิเล็กตรอนที่มีประจุลบหมุนรอบตัวมัน นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งรวมกันเป็นหนึ่งโดยแนวคิดทั่วไป

นิวเคลียสในอะตอมที่เป็นกลาง จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสจะเท่ากับ จำนวนอิเล็กตรอนในเปลือก นิวเคลียสในนิวเคลียสมีการแลกเปลี่ยนอนุภาคพิเศษที่เรียกว่ามีซอน หรือควอนตาของสนามนิวเคลียร์อย่างต่อเนื่อง เลขอะตอม Z เท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส และด้วยเหตุนี้จึงมีประจุของนิวเคลียส อะตอมของธาตุเคมีชนิดเดียวกันมีเลขอะตอมและมวลเท่ากัน มวลของนิวคลีออนมีมวลประมาณ 1840 เท่าของมวลอิเล็กตรอน เนื่องจากมวลของอิเล็กตรอนไม่มีนัยสำคัญ

มวลของอิเล็กตรอนจึงถือว่ามีค่าเท่ากับศูนย์ ดังนั้น มวลของอะตอมจึงถูกกำหนดโดยมวลของนิวเคลียส เลขมวล A เท่ากับจำนวนนิวเคลียสในนิวเคลียส เลขมวลของอะตอมถูกระบุไว้ที่ด้านบนซ้าย ของสัญลักษณ์องค์ประกอบทางเคมีเลขอะตอม ประจุของธาตุถูกเขียนไว้ที่ด้านล่างซ้ายของสัญลักษณ์ธาตุ อะตอมที่นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนจำนวนเท่ากัน แต่จำนวนนิวตรอนต่างกันเรียกว่าไอโซโทป การเปลี่ยนแปลงนิวเคลียส ของกัมมันตภาพ รังสี มีหลายประเภท

ซึ่งพร้อมด้วยรังสีไอออไนซ์ประเภทต่างๆ การสลายตัวของอัลฟ่า ลักษณะเฉพาะของนิวเคลียสของธาตุหนักที่มีพลังงานจับต่ำ ในกระบวนการเปลี่ยนรูปภายในนิวเคลียร์ อนุภาคแอลฟาถูกขับออกจากนิวเคลียสของอะตอม ประจุนิวเคลียร์ลดลง 2 หน่วยและมวลอะตอมลดลง 4 หน่วย อนุภาคแอลฟาเป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม มวลอะตอมของมันคือ 4 หน่วย ค่าใช้จ่ายคือ +2 ด้วยขนาดที่ค่อนข้างใหญ่และมีประจุมาก อนุภาคจึงมีพลังงานสูง 3 ถึง 10 เมกะอิเล็กตอนโวลต์

โดยมีลักษณะเฉพาะ คือการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้นขนาดใหญ่ LET และความหนาแน่นของไอออนไนซ์เชิงเส้นที่มีนัยสำคัญ LIT ขนาด ประจุและพลังงานของอนุภาคแอลฟา เป็นตัวกำหนดการชนกันของอนุภาคกับอะตอมของสสาร เมื่อความหนาแน่น และมวลอะตอมของสารเพิ่มขึ้น LET จะเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกันแรงชะลอตัวของอนุภาคจะเพิ่มขึ้นและ LPI จะเพิ่มขึ้น สูงสุดที่ปลายเส้นทางของอนุภาค โดยธรรมชาติแล้วอนุภาคแอลฟาจะมีมวล

ประจุและพลังงานจำนวนมาก จึงไม่สามารถมีกำลังในการเจาะทะลุได้อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากสสารจะเคลื่อนที่ช้าลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ขึ้นอยู่กับพลังงาน ช่วงของอนุภาคอัลฟา ในตัวกลางต่างกันมีขนาดเล็ก ในอากาศ 2 ถึง 10 เซนติเมตร ในอะลูมิเนียม 15 ถึง 70 ไมครอน ในน้ำและเนื้อเยื่อชีวภาพ 30 ถึง 130 ไมครอน เช่น อนุภาคอัลฟาในผิวหนัง ล่าช้า โดยหนังกำพร้าไม่ถึงชั้นลึกของเยื่อบุผิว กระดาษธรรมดาเป็นหน้าจอ ที่สมบูรณ์แบบสำหรับพวกเขา

ดังนั้นผลกระทบภายนอกของรังสีอัลฟาต่อบุคคลจึงปลอดภัย อย่างไรก็ตาม การบริโภคอนุภาคแอลฟาเข้าสู่ร่างกาย เช่น กับอาหารและโดยเฉพาะอย่างยิ่ง กับอากาศในรูปของเรดอน เป็นสิ่งที่อันตรายอย่างยิ่ง เนื่องจากความเสี่ยงของการเกิดสารก่อมะเร็งเพิ่มขึ้นอย่างมาก ภายใต้สภาวะดังกล่าว อนุภาคแอลฟาจะทะลุผ่านเยื่อเมือกได้ง่าย และสร้างความหนาแน่นของไอออไนเซชันสูง ภายในเนื้อเยื่อและอวัยวะ ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดโรคที่เด่นชัด

การสลายตัวของเบต้าแบบอิเล็กทรอนิกส์ เป็นลักษณะของการเปลี่ยนแปลงของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี ตามธรรมชาติและเทียม ด้วยรูปแบบการสลายตัวนี้ รังสีเบตาเป็นกระแสของอิเล็กตรอน การสลายตัวของเบต้าแบบอิเล็กทรอนิกส์เกิดขึ้น เมื่อความไม่เสถียรในนิวเคลียสเกิดจากจำนวนนิวตรอน ที่เกินจำนวนโปรตอนมากเกินไป ในกรณีนี้อิเล็กตรอนปรากฏในนิวเคลียส และนิวตรอนตัวหนึ่งกลายเป็นโปรตอน อิเล็กตรอนถูกขับออกจากนิวเคลียส

ประจุของนิวเคลียสจะเพิ่มขึ้นทีละหนึ่ง และจำนวนมวลยังคงไม่เปลี่ยนแปลง การแผ่รังสีเบตาของธาตุเดียวกัน ประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีพลังงานต่างกัน จากค่าที่น้อยที่สุดไปจนถึงค่าสูงสุดบางค่า ดังนั้น สเปกตรัมการแผ่รังสีจะต่อเนื่องหรือต่อเนื่อง มีการพิสูจน์แล้วว่า เมื่อรวมกับอนุภาคเบตาแล้ว อนุภาคที่เป็นกลางของมวลเล็กน้อย จะถูกขับออกจากนิวเคลียส ซึ่งประกอบเป็นค่าคงที่หนึ่งด้วยอิเล็กตรอน อนุภาคเหล่านี้เรียกว่าแอนตินิวทริโน

การกลับมาของนิวเคลียส ที่ถูกกระตุ้นกลับคืนสู่สภาพพื้นดินนั้น มาพร้อมกับการปล่อยรังสีแกมมา พบการสลายตัวของโพซิตรอนในนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีบางชนิด โพซิตรอนเป็นอนุภาคมูลฐานที่คล้ายกับอิเล็กตรอน แต่มีประจุบวก เมื่อโพซิตรอนถูกขับออกมา โปรตอนตัวหนึ่งในนิวเคลียสจะกลายเป็นนิวตรอน เมื่อรวมกับโพซิตรอนแล้ว นิวตริโนจะถูกขับออกมา ซึ่งเมื่อรวมกับโพซิตรอนจะทำให้เกิดพลังงานในปริมาณคงที่

สเปกตรัมการแผ่รังสีเช่นเดียวกับ ในกรณีของการสลายตัวทางอิเล็กทรอนิกส์นั้นต่อเนื่อง การสลายตัวของโพซิตรอนเบต้า ยังมาพร้อมกับรังสีแกมมา ความหนาแน่นของไอออไนซ์จำเพาะ สำหรับอนุภาคเบตานั้นน้อยกว่าอนุภาคแอลฟาหลายร้อยเท่า ในเวลาเดียวกันเนื่องจากมวลที่ต่ำกว่า ประจุและพลังงานของอนุภาคเบตา ความยาวของเส้นทางในสสารจึงเพิ่มขึ้น 100 เท่าหรือมากกว่านั้น ดังนั้น ในอากาศจึงมีตั้งแต่หลายเมตรจนถึงหลาย 10 เมตร และในเนื้อเยื่อชีวภาพ

อนุภาคบีตามีพลังงานต่างกัน ดังนั้น เมื่อป้องกันรังสีบีตาจากภายนอก ควรใช้ตะแกรงที่ดูดซับอนุภาคบีตาด้วยพลังงานสูงสุด ตะแกรงใช้วัสดุน้ำหนักเบาที่มีเลขอะตอมต่ำ เช่น แก้ว วัสดุโพลีเมอร์ อลูมิเนียม ในการผลิตเกราะป้องกันจากโลหะหนัก อนุภาคบีตาจะสร้างรังสีเอกซ์เบรมสตรา ซึ่งจำเป็นต้องมีการป้องกันด้วยเคแคปเจอร์ เป็นการเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีอีกประเภทหนึ่ง ด้วยโปรตอนส่วนเกินในนิวเคลียสของอะตอม นิวเคลียสจะจับอิเล็กตรอนจากเปลือก K

อ่านต่อได้ที่ >>  เม็ดเลือด การเกิดโรคเกี่ยวกับเซลล์เม็ดเลือดแดงแตก

นานาสาระ ล่าสุด
โรงเรียนบ้านหนองจอก(จิตติ-บุญศรี)
โรงเรียนบ้านหนองจอก(จิตติ-บุญศรี)
โรงเรียนบ้านหนองจอก(จิตติ-บุญศรี)
โรงเรียนบ้านหนองจอก(จิตติ-บุญศรี)