กัมมันตภาพรังสีและพลังงานนิวเคลียร์

กัมมันตภาพรังสี

ประวัติการค้นพบกัมมันตภาพรังสี

ผู้ค้นพบกัมมันตภาพรังสี  คือ  เฮนรี  เบคเคอเรล  เป็นชาวฝรั่งเศส

การ ค้นพบกัมมันตภาพรังสีของเบคเคอเรล  เป็นการค้นพบขณะที่เขากำลังศึกษาแสงแดดเป็นตัวการที่ทำให้ธาตุยูเรเนียมปลด ปล่อยรังสีเอ็กซ์ บังเอิญช่วงการทดลองไม่มีแสงแดดเป็นเวลา 2- 3 วัน  ชุดทดลองของเขาซึ่งเก็บไว้ในลิ้นชักไม่ถูกแสงแดด  แต่เมื่อเขานำฟิล์มที่มีกระดาษห่อสารยูเรเนียมไปล้าง  ปรากฏว่าที่ฟิล์มมีการเปลี่ยนแปลงที่เข้มกว่าช่วงถูกแสงแดดเบคเคอเรล   จึงคิดว่าน่าจะมีรังสีบางอย่างถูกปลดปล่อยออกมาจากธาตุนั้นตลอดเวลา

เมื่อ เขาศึกษาต่อ พบว่า  มีธาตุบางชนิดจะปลดปล่อยรังสีออกมาตลอดเวลา เรียกธาตุนั้นว่าธาตุกัมมันตรังสี   และรังสีที่ธาตุนั้นปลดปล่อยออกมาเรียกว่ากัมมันตภาพรังสี ซึ่งมี 3  ชนิด คือรังสีแอลฟา  รังสีเบตา และรังสีแกมมา

นอกจากเบคเคอเรลแล้ว นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับธาตุกัมมันตรังสี และกัมมันตภาพรังสีจนได้รับรางวัลโนเบล คือ  มารี คูรี.

กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity)  หมายถึง  รังสีที่แผ่ออกมาได้เองจากธาตุบางชนิด

ธาตุกัมมันตรังสี  หมายถึง ธาตุที่มีในธรรมชาติที่แผ่รังสีออกมาได้เอง

เฮ นรี่ เบคเคอเรล  นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส เป็นผู้ค้นพบกัมมันตภาพรังสีโดยบังเอิญ  ในขณะที่ทำการวิเคราะห์เกี่ยวกับรังสีเอกซ์  กัมมันตภาพรังสีมีสมบัติแตกต่างจากรังสีเอกซ์ คือ มีความเข้มน้อยกว่ารังสีเอกซ์  การแผ่รังสีเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา

กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity) เป็นคุณสมบัติของธาตุและไอโซโทปบางส่วน ที่สามารถเปลี่ยนแปลงตัวเองเป็นธาตุหรือไอโซโทปอื่น ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้จะมีการปลดปล่อยหรือส่งรังสีออกมาด้วย ปรากฏการณ์นี้ได้พบครั้งแรกโดย เบคเคอเรล เมื่อปี พ.ศ. 2439 ต่อ มาได้มีการพิสูจน์ทราบว่า รังสีที่แผ่ออกมาในขบวนการสลายตัวของธาตุหรือไอโซโทปนั้นประกอบด้วย รังสีแอลฟา, รังสีเบต้า และรังสีแกมมา

รังสีแอลฟา
รังสีที่ประกอบด้วยอนุภาคแอลฟาซึ่งเป็นอนุภาคที่มีมวล 4 amu มีประจุ +2 อนุภาคชนิดนี้จะถูกกั้นไว้ด้วยแผ่นกระดาษหรือเพียงแค่ผิวหนังชั้นนอกของคนเราเท่านั้น

การสลายตัวให้รังสีแอลฟา
₉₀Th ²³²----->₈₈Ra ²²⁸ +   ₂a ⁴

รังสีเบต้า
รังสี ที่ประกอบด้วยอนุภาคอิเลคตรอนหรือโพสิตรอน รังสีนี้มีคุณสมบัติทะลุทะลวงตัวกลางได้ดีกว่ารังสีแอลฟา สามารถทะลุผ่านน้ำที่ลึกประมาณ 1 นิ้วหรือประมาณความหนาของผิวเนื้อที่ฝ่ามือได้ รังสีเบต้าจะถูกกั้นได้โดยใช้แผ่นอะลูมิเนียมชนิดบาง

การสลายตัวให้รังสีบีตา
₇₉Au ¹⁹⁸----->₈₀Hg ¹⁹⁸ +   _-1b ⁰
₇N ¹³----->₆C ¹³ +   ₊₁b ⁰

รังสีแกมมา
รังสี ที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานสูง มีคุณสมบัติเช่นเดียวกันกับรังสีเอกซ์ที่สามารถทะลุผ่านร่างกายได้ การกำบังรังสีแกมมาต้องใช้วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงเช่น ตะกั่วหรือยูเรเนียม เป็นต้น

การสลายตัวให้รังสีแกมมา
₂₇Co ⁶⁰----->_-1b ⁰ +   ₂₈Ni ⁶⁰----->₂₈Ni⁶⁰ +   g

การใช้ประโยชน์จากรังสี

ปัจจุบัน ได้มีการนำรังสีและสารกัมมันตรังสีมาใช้งานต่างๆ กันเช่น ในทางการแพทย์มีการใช้ในการตรวจวินิจฉัย และบำบัดอาการโรคของผู้เจ็บป่วยจากโรคร้ายต่างๆ เช่น การฉายรังสีเอกซ์ การตรวจสมอง การตรวจกระดูก และการบำบัดโรคมะเร็ง เป็นต้น นอกจากนี้ก็มีการใช้งานทางรังสีในกิจการอุตสาหกรรม การเกษตร และการศึกษาวิจัยทางวิทยาศาสตร์ อาทิเช่น การใช้รังสีตรวจสอบรอยเชื่อม รอยร้าวในชิ้นส่วนโลหะต่างๆ การใช้ป้ายเรืองแสงในที่มืด การตรวจอายุวัตถุโบราณ การถนอมอาหารด้วยรังสี และการฆ่าเชื้อโรคในเครื่องมือแพทย์

อันตรายจากรังสี

แม้ รังสีจะมีอยู่ล้อมรอบตัวเรา และมนุษย์ทุกคนก็สามารถใช้ประโยชน์จากรังสีได้ แต่รังสีก็นับได้ว่ามีความเป็นพิษภัยในตัวเองเช่นกัน รังสีมีความสามารถก่อให้เกิดความเสียหายของเซลล์สิ่งมีชีวิต และถ้าได้รับรังสีสูงมากอาจทำให้มีอาการป่วยทางรังสีได้ ดังนั้นผู้ที่ปฏิบัติงานเกี่ยวข้องกับรังสีจะต้องกระทำด้วยความรอบคอบ เพื่อป้องกันตัวเองและสาธารณชนไม่ให้ได้รับอันตรายจากรังสีเลย

พลังงานนิวเคลียร์ 

ในบรรดาสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่รอบตัวเรานี้ ไม่ว่าจะเป็น โต๊ะ นาฬิกา สร้อยคอ จาน ช้อน กำไลมือ สิ่งเหล่านี้จะประกอบไปด้วยอนุภาค ที่มีขนาดเล็กมาก ไม่สามารถมองเห็นได้ อนุภาคนี้เรียกว่า อะตอม หรือ ปรมาณู อะตอมยังประกอบด้วย 2 ส่วน ส่วนหนึ่งเรียกว่า นิวเคลียส อยู่ตรงกลาง นิวเคลียสมีขนาดประมาณ 1 ในพันล้านส่วนของ 1 เมตร เท่านั้น อีกส่วนเรียกว่า อิเล็คตรอน เคลื่อนที่รอบ ๆ นิวเคลียส ที่นิวเคลียสของธาตุนี่เอง ที่เป็นต้นกำเนิดของพลังงานนิวเคลียร์ แต่พลังงานนิวเคลียร์ จะเกิดขึ้นได้ต่อเมื่อ นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนั้นมี 3 แบบ

	แบบแรก เกิดจากการทำให้ นิวเคลียสของธาตุหนักแตกตัว
	แบบที่สอง เกิดจากการทำให้ นิวเคลียสของธาตุเบารวมตัวเข้าด้วยกัน
	แบบที่สาม เกิดจากการสลาย ของสารกัมมันตรังสีที่มี โครงสร้างของนิวเคลียสไม่คงตัว

พลังงานนิวเคลียร์ที่ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสนั้น มีหลายรูปแบบ ได้แก่ พลังงานความร้อน รังสีแกมมา อนุภาคบีต้า อนุภาคแอลฟา และอนุภาคนิวตรอน ซึ่งอาจจะ ถูกปลดปล่อยออกมาเพียงบางอย่าง หรือหลายๆ อย่างพร้อมกันก็ได้ กล่าวโดยสรุปอย่างง่ายๆ พลังงานนิวเคลียร์ก็คือ รังสีและอนุภาคต่างๆ ที่ออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมดังนั้นการนำพลังงานนิวเคลียร์ไปใช้ประโยชน์ ก็เป็นการนำเอารังสี และอนุภาคต่าง ๆ ไปใช้นั่นเอง

ประโยชน์ของพลังงานนิวเคลียร์ 

ด้านเกษตรกรรม งานในด้านนี้ที่ประสบความสำเร็จมากคือ การวิจัยด้านการฉายรังสีอาหารโดยใช้รังสีแกมมาช่วยยืดอายุการเก็บของอาหาร ทั้งพืชผัก ผลไม้ และเนื้อสัตว์ต่างๆ ได้เป็นอย่างดี โดยจะช่วยยับยั้งการงอกของพืชผัก ชะลอการสุกของผลไม้และช่วยทำลายแมลง พยาธิ หรือจุลินทรีย์ ในอาหารและผลิตผลทางการเกษตร ซึ่งอำนวยประโยชน์ให้ประชาชนได้บริโภคอาหารที่ถูกอนามัยปราศจากเชื้อโรคและ พยาธิ ช่วยการถนอมอาหารและเก็บรักษาอาหารและพืชผลไว้บริโภคในช่วงฤดูกาลที่ขาดแคลน ลดการนำเข้าจากต่างประเทศและเพิ่มรายได้ของประเทศโดยส่งเสริมการส่งออกของ อาหารและผลิตผลการเกษตรจากการฉายรังสี
นอกจากนี้ยังนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในงานอื่นอีก เช่น ใช้วิเคราะห์ดินเพื่อการจำแนกพื้นที่เพาะปลูกหรือการใช้เทคนิคทางรังสีเพื่อ ศึกษาการดูดซึมแร่ธาตุและปุ๋ยโดยต้นไม้และพืชเศรษฐกิจต่างๆ ส่งเสริมการใช้ปุ๋ยให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น หรือการนำเทคนิคดังกล่าวมาปรับปรุงพันธ์พืช และสัตว์ เป็นต้น
ด้านการแพทย์ ปัจจุบันมีการนำเทคนิคด้านนิวเคลียร์มาใช้ในทางการแพทย์หลายด้าน เช่น ด้านการตรวจและวินิจฉัย โดยการใช้เทคนิค Radioimmunoassay (RIA) สำหรับตรวจวัดสารที่มีประมาณน้อยในร่างกาย หรือเทคนิคฉีดสารกัมมันตรังสีเข้าร่างกาย เพื่อหาตำแหน่งของอวัยวะที่เสียหน้าที่ และปัจจุบันสามารถตรวจดูรูปร่างและการทำงานของอวัยวะด้วยเครื่องมือที่เรียก ว่า เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ ซึ่งทันสมัยที่สุด ในด้านการบำบัดรักษาโดยเฉพาะโรคมะเร็งได้มีการใช้สารกัมมันตรังสีร่วมกับการ ใช้ยาหรือสารเคมีและการผ่าตัด นอกจากนี้ยังมีการใช้รังสีในการทำให้ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ปลอดเชื้อ หรือใช้รังสีในการเตรียมวัคซีนและแอนติเจนโดยยังคุณสมบัติของวัคซีนเอาไว้ และใช้รังสีหยุดยั้งการเจริญเติบโตของเม็ดเลือดขาวในผลิตภัณฑ์เลือด เพื่อทำให้ผู้ป่วยมีความปลอดภัยในการรับและถ่ายเลือด เป็นต้น
ด้านอุตสาหกรรม ปัจจัยหลักที่จะทำให้อุตสาหกรรมก้าวหน้าไปได้ในสภาวะเศรษฐกิจของโลก ในขณะนี้ คือ การเพิ่มผลผลิต การควบคุมคุณภาพ และการลดต้นทุนการผลิต เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ดังกล่าวในปัจจุบันไทยได้นำเทคโนโลยีนิวเคลียร์มา ใช้ในการประกอบอุตสาหกรรมต่างๆ มากขึ้น เช่น การผลิตเส้นใยสังเคราะห์สำหรับทอผ้า การผลิตปูนซีเมนต์ ไม้อัดแผ่นเรียบ กระเบื้อง กระดาษ ผลิตภัณฑ์แก้ว เหล็ก หรือโลหะอุตสาหกรรมปิโตรเลียม และปิโตรเคมี การผลิตยางรถยนต์ การผลิตน้ำอัดลม การเปลี่ยนสีอัญมณี การควบคุมคุณภาพในการก่อสร้างถนน เป็นต้น โดยการใช้เทคนิคที่สำคัญคือ การตรวจสอบโดยไม่ทำลาย หรือการใช้รังสีเป็นสารติดตามและใช้เป็นระบบควบคุมในโรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น
ด้านการศึกษาวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เช่น การวิเคราะห์ธาตุปริมาณน้อยและสารพิษในสิ่งแวดล้อม การศึกษาอายุของวัตถุโบราณ ศึกษาวัฏจักรหรือวงชีวิตของพืชและสัตว์บางชนิด การศึกษาการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดินและน้ำผิวดิน ศึกษาแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ ศึกษาการสะสมการเคลื่อนที่ของตะกอนในเขื่อน แม่น้ำ ลำคลอง และแหล่งน้ำต่างๆ นอกจากนี้ยังมีการใช้รังสีเพื่อการกำจัดน้ำเสีย การผลิตปุ๋ยธรรมชาติ การพัฒนาที่ดินทางการเกษตร กิจกรรมทางป่าไม้และอุทกวิทยา เป็นต้น

อันตรายและความเสี่ยง

 การทำงานที่เกี่ยวข้องกับสารกัมมันตภาพรังสีเป็นเวลานานอาจทำให้เนื้อเยื่อ บางส่วนของร่างกายเสียหาย หรือก่อให้เกิดมะเร็งในส่วนต่างๆของร่ายกายได้ อาทิเช่น มะเร็งเม็ดเลือดขาว และยังทำให้ผู้ที่ได้รับมีความผิดปกติทางเซลล์พันธุกรรมเช่น สัตว์เกิดไม่มีแขน ไม่มีขา ไม่มีตา ไม่มีสมอง และยังทำลายคนที่ไม่รู้วิธีป้องกันป่วยลง แต่อันตรายจากรังสีในปัจจุบันที่ได้รับมากที่สุดคือ ถ่านไฟฉายแต่จะเป็นรังสีจากโคบอล 60 ซึ่งมีวิธีการคือ อย่าแกะสังกสีออก และใช้แล้วควรทิ้งทันที โดยทั่วไปรังสีที่เจอเป็นอันดับ2คือ รังสีเอกซ์ตามโรงพยาบาลในห้องเอกซ์เรย์ ซึ่งจะมีป้ายเตือนไว้หน้าห้องแล้ว และไม่ควรที่จะเข้าใกล้มากนัก หากพบว่ามีวัตถุที่แผ่รังสี ควรที่จะหลีกไป แล้วแจ้งเจ้าหน้าที่ที่เกียวข้อง หากไม่แน่ใจก็ให้สอบถามผู้รู้เช่น ครูโรงเรียนมัธยม หรือเจ้าหน้าที
แหล่งอ้างอิง
http://th.wikipedia.org/wiki

http://www.skoolbuz.com/library/content/440

http://www2.egat.co.th/ned/index.

รายชื่อกลุ่ม 

1. นางสาว พิชญา   สุหัส เลขที่ 22

2. นางสาว ชลธิชา  ศรีวารี เลขที่ 28

3. นางสาว ฐิติพร  ภู่น้อย เลขที่ 29 

4. นางสาว ศิโรชา  นิลโนรี เลขที่ 36

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่5/7