ฟิสิกส์นิวเคลียร์

Physics Online VI http://www.pec9.com บทที่ 20 ฟสิกสนิวเคลียร
ฟ สิ ก ส บทที่ 20 ฟ สิ ก ส นิ ว เคลี ย ร
!
ปพนฐานการเขยนสญลกษณแทนอะตอมเบองตน
ู ้ื ี ั ั  ้ื 
อนุภาค ประจุ (C) ตัวแทน มวล (kg) มวล (amu)
โปรตรอน (p) +1.6 x 10–19 +1 1.672 x 10–27 1.007285
อิเล็กตรอน (e) –1.6 x 20 –19 –1 9.108 x 10 –31 0.000549
0 1.674 x 10–27
นิวตรอน (n) 0 1.008665
หมายเหตุ 1 amu = 1.66 x 10–27 kg
สัญลักษณแทน
เลขมวล (A) = จํานวน p + จํานวน n
4 = จํานวนนิวคลีออน
2 He !
! เลขอะตอม (Z) = จํานวน p

1. จากรปอะตอมของธาตชนดนมเี ลขมวล และเลขอะตอมเทาใด
ู ุ ิ ้ี
1. 7 , 2 2. 5 , 3
3. 5 , 2 4. 3 , 3 (ขอ 3)

!
วธทา
ิี ํ
!
2. ขอใดหมายถึงนิวคลีออน (Nucleon)
1. อิเล็กตรอน + โปรตรอน 2. นิวตรอน + อิเล็กตรอน
3. นิวเคลียส + อิเล็กตรอน 4. นิวตรอน + โปรตรอน (ขอ 4.)

วธทา
ิี ํ
!
3. ดบกมเี ลขอะตอม = 50 และ เลขมวล 120 จะมีจานวนนิวคลีออนเทาไร
ี ุ ํ
ก. 50 ข. 70 ค. 120 ง. 170 (ขอ ค.)

วธทา
ิี ํ
!
!

! "#!

ควรทราบ 1. เลขอะตอม = จานวนโปรตรอน = ลําดับของธาตุในตารางธาตุ
ํ
ดังนัน หากทราบเลขอะตอมจะบอกไดวาเปนธาตุอะไร
้
2. อะตอมปกติ จํานวน p = จํานวน e
หากอะตอมปกติรบ e เพิมเขาตัว จะมีประจุรวมเปนลบ
ั ่
หากอะตอมปกติเสีย e ออกไป จะมประจรวมเปนบวก
ี ุ 
สัญลักษณแทน
เลขมวล (A)
4 ?! บอกประจุ (K)
2 He !
เลขอะตอม (Z)
3. สูตรตอไปนใชหาจานวน p , n , e
 ้ี  ํ
จากสัญลักษณอะตอม
จํานวน p = Z
จํานวน n = A – Z
จํานวน e = Z – K
!

4. คําชี้แจง ใชตารางตอไปนตอบคาถาม
  ้ี ํ
อะตอม จํานวนโปรตรอน จํานวนนิวตรอน จํานวนอิเล็กตรอน
A 9 7 9
B 9 8 9
C 9 9 9
D 9 9 9
อะตอมใดเปนอะตอมของธาตเุ ดยวกัน
 ี (ขอ 4.)

1. A และ B 2. B และ C 3. C และ D 4. A , B , C และ D
! "$!

5. จงหาจํานวนโปรตรอน นวตรอน และ อเิ ลกตรอน จากสัญลักษณของอะตอมตอไปนี้
ิ ็
40
1. 18 Ar P =……… N = ………… e = ………….
39
2. 19 K P =……… N = ………… e = ………….
235
3. 92 U P =……… N = ………… e = ………….
4. 15 P 3 -
31 P =……… N = ………… e = ………….
6. จงหาจํานวนโปรตรอน นวตรอน และอิเล็กตรอน จากสัญลักษณของอะตอมตอไปนี้
ิ
1. 83 Kr
36 P =……… N = ………… e = ………….
232
2. 90 Th P =……… N = ………… e = ………….
3. 17 O 2−
8 P =……… N = ………… e = ………….!
4. 17 Cl1−
35 P =……… N = ………… e = ………….!
5. 9 Be 2+
4 P =……… N = ………… e = ………….
7. อะตอมของ 84 Po210
ก. มจานวนนวคลออน
ีํ ิ ี = 210 จานวนนวตรอน
ํ ิ = 84
ข. มีจานวนอิเล็กตรอน
ํ = 84 จานวนนวตรอน
ํ ิ = 126
ค. มีจานวนอิเล็กตรอน
ํ = 126 จํานวนโปรตรอน = 84
ง. มจานวนนวคลออน
ีํ ิ ี = 210 จํานวนอิเล็กตรอน = 126 (ขอ ข.)

วธทา
ิี ํ
!
8. ธาตุ A มีจานวนอิเล็กตรอน และนิวตรอนเทากัน 13 และ 14 ตามลําดับ ธาตุ A มีเลข
ํ
อะตอม และเลขมวลเทาไร
1. 14 , 27 2. 13 , 14 3. 13 , 27 4. 27 , 13 (ขอ 3.)
วธทา
ิี ํ
!
9(มช 32) อะตอมของธาตุ 78Pt196 และ 79Au197 จะมีจานวนอะไรเทากัน
ํ
ก. นิวคลีออน ข. นวตรอน
ิ ค. โปรตรอน ง. อเิ ลกตรอน
็ (ขอ ข.)

วธทา
ิี ํ
!
! "%!

!!!ตอนที่ 1 กมมนตภาพรงส!
ั ั ั ี
กัมมันตภาพรังสี
กัมมันตภาพรังสี เปนปรากฏการณทนวเคลียส
่ี ิ
ของโอโซโทปทไมเ สถยรเกดการปรบตวเพอใหมี
่ี ี ิ ั ั ่ื 
เสถยรภาพโดยการปลอยอนภาคบางชนด หรอ
ี  ุ ิ ื
!
! พลงงานออกมาในรปของรงสี และ ธาตุทมสมบัตในการแผรงสีไดเองนีเ้ รียกวา ธาตุกมมันตรังสี!
ั ู ั ่ี ี ิ ั ั
10. ปรากฏการณกัมมันตภาพรังสี คือ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..........
ธาตุกัมมันตรังสี คือ.......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........
รังสีที่คายออกมาจากธาตุกัมมันตรังสี เมื่อนําไปแยกในสนามแมเหล็กจะแยกได 3 ชนด คือ
ิ
1. รังสีแอลฟา (Alpha particte , α)
เปนนวเคลยสของอะตอมของธาตฮเี ลยม มีมวลเทากับ 4 และมีประจุไฟฟา +2 เขียน
 ิ ี ุ ี
สัญลักษณจึงได 4 He โดยทั่วไปรังสีมีพลังงาน 4 –10 MeV
2
เนืองจาก มีมวล............
่
ทําใหตัวกลางแตกตัว............
อัลฟาจะเสียพลังงาน............
!
ทําใหอํานาจในการเคลื่อนทะลุทะลวง............. (เคลอนได 3 – 5 Cm ในอากาศ)
่ื
รังสีแอลฟา อาจเรยกชอวา อนภาคแอลฟา
ี ่ื  ุ
11. รังสีอัลฟา มีมวล = ……….. มีประจุ = .............
เนืองจากมีมวลมาก → ทําใหตวกลางแตกตัวได.......... → เสียพลังงาน........... → ทะลทลวงได.......
่ ั ุ
2. รังสีบีตา (Beta paticle , β)
เปนลําของอิเลคตรอนที่มีพลังงานสูงในชวงประมาณ 0.025 – 3.5 MeV เขยนเปน
ี 
สัญลักษณจะได 01 e
-
เนองจากมมวล............ → ทําใหตวกลางแตกตัว.............. → เสียพลังงาน..........
่ื ี ั
→ ทําใหอํานาจในการเคลื่อนที..........กวาอัลฟา
่
นอกจากนี้รังสีบีตายังเบี่ยงเบนในสนามแมเหล็กไดมากกวารังสีแอลฟา เพราะอตราเรว
ั ็
ของการเคลื่อนที่สูงกวาอัลฟา
! &'!

ตองทราบ 1) เมอนวตรอนใหนวเคลยสเกดการแตกตว จะใหอเิ ลคตรอนออกมา กลาย
่ื ิ  ิ ี ิ ั
เปนรังสีบตา ออกมานอกนิวเคลียส และยงจะใหโปรตรอนเหลออยในนวเคลยสอก
ี ั  ื ู ิ ี ี
1 ตัว ทําใหนิวเคลียสมีโปรตรอนมากขึ้นแลวเปลี่ยนเปนนิวเคลียสของธาตุชนิดอื่น
2) เนืองจากอิเลคตรอนทีออกมาจากนิวเคลียส มีมวลนอย ดงนนมวลของ
่ ่ ั ้ั
นิวเคลียสจึงคงเดิม
12. รงสบตา มีมวล = ……….. มีประจุ = .............
ั ี ี
เนองจากมมวลนอย → ทําใหตวกลางแตกตัวได.........→ เสียพลังงาน.........→ ทะลทลวงได.......
่ื ี  ั ุ
13. รงสบตา คือ อิเลคตรอนทีหลุดออกมาจากนิวเคลียส เกิดจากการสลายตัวของ...................
ั ี ี ่
14. เมอนวตรอนสลายตว นอกจากไดอเิ ลคตรอนออกมาเปนรังสีบตาแลว ยังจะได................
่ื ิ ั ี
15. เมื่อนิวเคลียสคายรังสีบีตาออกมาแลว นิวเคลียสจะเกิดการเปลี่ยนแปลงชนิดของธาตุ
เพราะจํานวน......................จะเพิ่มขึ้น 1 ตัว
16. เมื่อนิวเคลียสคายรังสีบีตาออกมา จํานวนนิวตรอนจะลดลงไป 1 ตัว แตจานวนโปรตรอน
ํ
จะเพิ่มขึ้น 1 ตัว จึงทําให.................ของนิวเคลียสคงเดิม
3. รงสแกมมา (Gamma Rays γ)
ั ี
เปนคลื่นแมเหล็กไฟฟาชนิดหนึ่ง จึงเปนกลางทางไฟฟา เกิดจากการเปลี่ยนแปลงระดับ
พลังงานของนิวเคลียส เพราะนิวเคลียสที่เกิดใหมในกัมมันตภาพรังสีนั้น จะอยูในภาวะ
Excited Stated และ เมื่อนิวเคลียสลดระดับพลังงานลงมาอยูใน Ground Stated จะคายพลัง
งานออกมาเปนคลื่นแมเหล็กไฟฟา ในระดบของรงสแกมมานนเอง เนื่องจากรังสีแกมมามี
ั ั ี ่ั
พลังงานสูงมากคือ ปริมาณ 0.04 – 3.2 MeV และทาใหเ กดการแตกตวเปนอออนของตว
ํ ิ ั  ิ ั
กลางที่ผานนอยมาก ดังนัน Gamma Rays จึงมีอํานาจในการทะลุผานสูงมาก
้
17. รังสีที่คายออกมาจากนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรัวสีมี 3 ชนด คือ อลฟา , บีตา , แกมมา
ิ ั
จงเรียงลําดับรังสี จากมวลมากไปนอย ................................................ ........ ........ ..............
จงเรียงลําดับจากความสามารถทําใหตัวกลางแตกตัวจากมากไปนอย........ ........ ........ ..........
จงเรียงลําดับอัตราการสูญเสียพลังงานจากมากไปนอย........ ........ ........ ........ ........ ........ ......
จงเรียงลําดับอํานาจในการทะลุทะลวงจากมากไปนอย........ ........ ........ ........ ........ ........ ......
จงเรียงลําดับพลังงานรังสีจากมากไปนอย........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........
! &(!

18. การแผรังสีชนิดใดที่มิไดมีแหลงกําเนิดจากนิวเคลียส
ก. แอลฟา ข. เบตา ค. แกมมา ง. รังสีเอกซ (ขอ ง.)

วธทา
ิี ํ
!

19. รงสตอไปน้ี รังสีใดมีประจุไฟฟา
ั ี 
1. รังสีเอกซ 2. รังสีแอลฟา 3. รังสีแกมมา 4. รงสเี บตา 5. รังสีคาโธด
ั
คําตอบที่ถูกตองคือ (ขอ ง.)

ก. ขอ 1, 2, 3 ข. ขอ 2, 3, 4 ค. ขอ 3, 4, 5 ง. ขอ 2, 4, 5
วธทา
ิี ํ
!

20. การเรยงรงสจากสารกมมนตรงสี โดยคุณสมบัติการทะลุทะลวงจากมากไปนอยคือ
ี ั ี ั ั ั
ก. แอลฟา เบตา แกมมา ข. แกมมา เบตา แอลฟา
ค. เบตา แอลฟา แกมมา ง. เบตา แกมมา แอลฟา (ขอ ข.)

วธทา
ิี ํ
!

21. รังสีที่เบี่ยงเบนในสนามแมเหล็กไดมากที่สุดคือ
ก. แอลฟา ข. เบตา ค. แกมมา ง. รังสีเอกซ (ขอ ข.)

วธทา
ิี ํ
!

22(มช 35) ถาใหรังสีบีตา แกมมา และแอลฟา เคลอนทอยในนา และ รังสีบีตาทั้งสามชนิดมี
่ื ่ี ู ํ้
พลังงานเทากัน เราจะพบวารังสีบีตาเคลื่อนที่ไดระยะทาง (ขอ ง.)

ก. สั้นที่สุด ข. ไกลที่สุด
ค. ไกลกวาแกมมาแตใกลกวาแอลฟา ง. ไกลกวาแอลฟาแตใกลกวาแกมมา
วธทา
ิี ํ
!

23. อนุภาคแอลฟามีพลังงานโดยเฉลี่ยสูงกวาอนุภาคเบตา และรังสีแกมมาแตเหตุใดจึงมี
อํานาจในการทะลุทะลวงไดนอยกวา (ขอ ก.)

ก. อนุภาคสูญเสียพลังงานเร็ว ข. อนุภาคแอลฟามีมวลมาก
ค. อนุภาคแอลฟามีประจุมาก ง. อนุภาคแอลฟามีขนาดโต
วธทา
ิี ํ
!

! &)!

24(มช 38) กระบวนการที่เกิดขึ้นในนิวเคลียส ซึ่งมีลักษณะ คลายกบการปลอยแสงของอะตอม
 ั
ที่อยูในสถานะกระตุน คือกระบวนการใด (ขอ 1.)

1. การแผรงสแกมมา
ั ี 2. การปลอยอนภาคบตา
ุ ี
3. การปลอยอนุภาคอัลฟา 4. การปลอยอนภาคนวตรอน
ุ ิ
วธทา
ิี ํ
!
!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

ตอนที่ 2 สมการนิวเคลียร
แนะนาใหทราบถงสญลกษณบางอยาง
ํ  ึ ั ั  
รังสีอัลฟา = α = 4 He
2 รงสบตา
ั ี ี = 0
β = -1 e
รังสีแกมมา = γ โปรตรอน = p = 1H
1
นิวตรอน = n = 1 n 0 โพซิตรอน = e + = 0e
1
ดิวเทอรอน = 1 H 2 ตริตรอน = 3
1H
238
!

ตัวอยางที่ 1 กําหนด 92 U สลายตัวใหรังสีอัลฟาออกมา จงเขยนสมการแสดงการแตกตวน้ี
ี ั
วธทา สมการเบื้องตนอยางงาย
ิี ํ
ตวเรมตน → ตวเกดใหม + รังสีที่คาย
ั ่ิ  ั ิ
238 234 4
92 U → 90 Th + 2 He
! ! ในสมการนี้ ทุกตัวแสดงถึงนิวเคลียสของอะตอม สมการนี้จึงเรียกสมการนิวเคลียร!
!

! หลักในการเขียนสมการนิวเคลียร!
! 1) ผลรวมเลขมวล (เลขบน) กอนปฏิกิริยาและ ผลรวมเลขมวลหลงปฏกรยา ตองมีคาเทากัน!
ั ิิิ
! 2) ผลรวมเลขอะตอม (เลขลาง) กอนปฏิกิริยา และ ผลรวมเลขอะตอมหลังปฏิกิริยาตอง!
! ! มีคาเทากัน
222
ตัวอยางที่ 2 กําหนด 86 Rn สลายตัวใหรังสีอัลฟาออกมา จงเขยนสมการแสดงการแตกตว
ี ั
ิี ํ
222 218 4
!
86 Rn → 84 Po + 2 He
!
!

! &*!

210
ตัวอยางที่ 3 กําหนด 83 Bi สลายตัวใหรังสีบีตาออกมา จงเขยนสมการแสดงการแตกตวน้ี
ี ั
ิี ํ
210 210 0
! 83 Bi → 84 Po + -1 e
!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""
!
234
ตัวอยางที่ 4 กําหนด 90 Th สลายตัวใหรังสีบีตา และแกมมา ออกมา จงเขยนสมการแสดง
ี
การแตกตวน้ีั
ิี ํ
234 234 0
90 Th → 91 Pa + -1 e + γ
25(En 41) เมื่อบิสมัท–214 (83 Bi) สลายใหรังสีบีตาลบ นิวเคลียสของธาตุใหมคือขอใด
214
210
1. 82 Pb 210
2. 83 Bi 214
3. 85 At 214
4. 84 Po (ขอ 4.)

วธทา
ิี ํ
!

26(มช 36) จากปฎิกิริยาตอไปนี้ 79Au197 + 1H2 → x + 2He4
นิวเคลียส X จะมีจานวนโปรตรอนและนิวตรอนอยางไร
ํ (ขอ 1.)

1. โปรตอน 78 ตัว นิวตรอน 117 ตัว 2. โปรตอน 78 ตัว นิวตรอน 195 ตัว
3. โปรตอน 117 ตัว นิวตรอน 195 ตัว 4. โปรตอน 195 ตัว นิวตรอน 78 ตัว
วธทา
ิี ํ
!

27(มช 34) ไอโซโทปกัมมันตรังสี 11Na24 สามารถผลิตไดจากปฎิกิริยา
13Al27 + x → 11Na24 + 2He4
ในสมการนี้อนุภาค X คือ (ขอ ก.)

ก. นิวตรอน ข. โปรตรอน ค. โปสิตรอน ง. อิเล็กตรอน
วธทา
ิี ํ
!

28(En 42/1) จากปฏิกิริยานิวเคลียร 14 N + 1 H → 15 N + x X คืออนุภาคใด (ขอ 4.)
7
1
7 
1. นิวตรอน 2. อิเล็กตรอน 3. โปรตรอน 4. โพซิตรอน
!

! &+!

29(มช 35) นิวเคลียส 84Po216 สลายตัวไปเปนนิวเคลียส 82Pb212 จะใหรงสหรออนภาค
ั ี ื ุ
ชนดใดออกมา
ิ
ก. แกมมา ข. บีตา ค. นิวตรอน ง. แอลฟา (ขอ ง.)

วธทา
ิี ํ
!

ี 238
30(En 38) จากธาตไอโซโทปของยเู รเนยม 92 U สลายตัวแบบอนุกรมได อนุกรมแอลฟา
ุ
รวม 8 ตัว และ อนภาคบตาลบ รวม 6 ตัว และไดไอโซโทปของธาตใหมอก 1 ตัว
ุ ี  ุ ี
อยากทราบวาไอโซโทปของธาตุใหมมีเลขมวล และเลขอะตอมตรงกับขอใด (ขอ 4.)

! ! 1. 91 , 234 2. 92 , 206 3. 234 , 91 4. 206 , 82
วธทา
ิี ํ
!

31(En 36) นิวเคลียส สลายตัวสูไอโซโทปเสถียร ตามลําดับดังนี้
)('
$) !"

210 Pb → x → y αγ z
βγ β
→
82
จานวนนวตรอนในไอโซโทปเสถยร Z เปนเทาไร
ํ ิ ี (124 ตัว)
วธทา
ิี ํ
!

226
32(มช 40) จากการสลายตัวของ 88 Ra ตามแผนภาพ
ขางลางนี้ A ควรจะเปนอะตอมของขอใด
214
1. 84 Po 218
2. 85 At
218
3. 81 Ti 214
4. 83 Bi (ขอ 4.)
33(En 44/1) จากรูปเปนแผนภาพแสดงบางสวนของอนุกรมการสลายของนิวเคลียสธาตุหนัก
ในที่นี้นิวเคลียส ก. สลายเปนนิวเคลียส ข. และ นิวเคลียส ข. สลายเปนนิวเคลียส ค. ในระ
หวางการสลายตัวจากนิวเคลียส ก→ข→ค
จะปลอยอนุภาคเรียงลําดับไดดังนี้
1. อนภาคแอลฟา และอนุภาคบีตาบวก
ุ
2. อนภาคบตาลบ และอนุภาคแอลฟา
ุ ี
3. อนุภาคบีตาบวก และ อนภาคแอลฟา
ุ
4. อนภาคแอลฟา และอนุภาคบีตาลบ
ุ (ขอ 4.)

! &"!

34(มช 43) จากภาพอนุกรมการสลายตัวของ 238U ดังรูปดานลาง ถา 222Rn สลายตัวได
210Po จะมอนภาค แอลฟาและ
ี ุ
บตาถูกปลอยออกมาเทาใด
ี 
1. มอนภาคบตา 3 ตัว และ
ี ุ ี
อนภาคแอลฟา 3 ตัว
ุ
ี ุ ี
ุ
ี ุ ี
ุ
ี ุ ี !
ุ (ขอ 3.)

วธทา
ิี ํ
!

35. จงหาจํานวนอนุภาคแอลฟา ( 4 He ) และอนุภาคบีตา ( -1 e ) จากอนุกรมการสลายตัวของ
2
0
นิวเคลียสตอไปนี้ 90 Th → 82 Pb 232 208 α β
(6α , 4β)
วธทา
ิี ํ
!
!

36. จงหาจํานวนอนุภาคแอลฟา ( 4 He ) และอนุภาคบีตา ( -1 e ) จากอนุกรมการสลายตัวของ
2
0
237
นิวเคลียสตอไปนี้ 93 Np → 83 Bi209 α β
(7α , 4β)
วธทา
ิี ํ
!
!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

ตอนที่ 3 การสลายตัวของนิวเคลียส
เมื่อนิวเคลียสของธาตุกัมมันตรังสีสลายตัวไป จํานวนที่เหลืออยูยอมมีคาลดลง !

! เราสามารถหาปริมาณที่เหลือไดเสมอ โดยอาศัยสมการดังนี! ้
−t
N = No . 2 T หรือ N = N0 e −λ t
−t
m = mo . 2 T หรือ m = m0 e −λ t
−t
A = Ao . 2 T หรือ A = A0 e −λ t
!

! &&!

! เมือ No = จานวนนวเคลยสของธาตกมมนตรงสเี รมแรกทพจารณา (t = 0)
่ ํ ิ ี ุ ั ั ั ่ิ ่ี ิ
N = จํานวนนิวเคลียสที่เหลืออยูเมื่อเวลาผานไป t
Ao = กัมมันตภาพขณะเริ่มตน (t = 0)
A = กัมมันตภาพเมื่อเวลา t ใด ๆ นบจากเรมตน
ั ่ิ 
mo = มวลขณะเริ่มตน (t = 0)
m = มวลเวลาผานไป t
e = 2.7182818
T = ครงชวต
่ึ ี ิ T = In2 = 0.693
λ λ
λ = คาคงตัวการสลาย
37. ธาตุกัมมันตรังสีชนิดหนึ่ง มีเวลาครึ่งชีวิต 10 วัน ถาเก็บธาตุนั้น จํานวน 24x1018 อะตอม
ไว 30 วัน จะเหลอธาตนนกอะตอม
ื ุ ้ั ่ี (3 x 1018)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
38(มช 44) สารกมมนตรงสชนดหนงขณะเรมตน (t = 0) มีกัมมันตภาพ 12800 เบ็กเคอเรล
ั ั ั ี ิ ่ึ ่ิ 
มครงชวต 6 วัน อยากทราบวาเวลาผานไปเทาใด กัมมันตภาพของสารนี้จะลดลงเหลือ
ี ่ึ ี ิ
1600 เบ็กเคอเรล (ขอ 2.)

1. 12 วัน 2. 18 วัน 3. 21 วัน 4. 24 วัน
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
! &#!

39. ทิ้งน้ํายาซึ่งเปนสารกัมมันตรังสีไวเปนเวลานาน วัดกัมมันตภาพได 4200 ครัง/วินาที
้
ถาน้ํายานี้เปนของใหม จะวดกมมนตรงสได 16800 ครัง/วินาที ถาชวงครึ่งชีวิตของสาร
ั ั ั ั ี ้
ในน้ํายานี้เปน 8 วัน จงหาวาทิ้งน้ํายาไวเปนเวลานานเทาใด (16 วัน)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
40(มช 35) ไอโซโทปกมมนตรงสชนดหนงมคาครงชวต 30 นาที อยากทราบวาจะตองใช
ั ั ั ี ิ ่ึ ี  ่ึ ี ิ
เวลากี่นาที จึงจะมีปริมาณลดลงเหลือเพียง 1/10 ของปริมาณเมือตอนเริมตน (100 นาที)
่ ่
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
41. เศษไมโบราณเมื่อนําไปวัดกัมมันตภาพจะได 12.5 ตอนาที ของคารบอน –14 แตไมชนด
   ิ
เดียวกัน ซึ่งมีชีวิตและอบแหงแลวเปนปริมาณเทากันวัดได 100 ตอนาที อยากทราบวา เศษ

ไมโบราณไดตายมากี่ปแลว กาหนดเวลาครงชวตของ 14 C เทากับ 5600 ป
ํ ่ึ ี ิ (16800 นาที)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
42(En 43/2) สารกัมมันตรังสีโคบอลต –60 สลายตัวใหรังสีเบตา และรังสีแกมมา โดยมครง
ี ่ึ
ชีวิต 5.30 ป จงหาเปอรเ ซนตของสารกมมนตรงสทเ่ี หลอยเู มอเวลาผานไป 15.9 ป
็  ั ั ั ี ื ่ื 
1. 6.25 % 2. 12.5 % 3. 18.75 % 4. 25 % (ขอ 2.)

วธทา
ิี ํ
!
! &$!

43(En 41/2) ในการทดลองวัดปริมาณรังสีจากธาตุ
กมมนตรงสชนดหนง เมื่อเขียนกราฟแสดงความ
ั ั ั ี ิ ่ึ
สัมพันธระหวางมวล ของ ธาตุกัมมันตรังสีที่เวลา
ผานไป t ใดๆ กับเวลาที่ผานไป t จะไดผลดัง
รูป แสดงวาที่เวลาผานไป 8 ชวโมง นับจาก
่ั
ตอนตนธาตุกัมมันตรังสีนี้จะเหลืออยูกี่มิลลิกรัม
1. 6.25 mg 2. 3.13 mg 3. 1.56 mg 4. 0.78 mg (ขอ 1.)

วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
44(En 34) ไอโอดีน –131 มีคาคงตัวของการสลายเทากับ 0.087 ตอวน ถามไอโอดน –131
 ั ี ี
อยู 10 กรัม ตอนเริมตนเมือเวลาผานไป 24 วัน จะมีไอโอดีน –131 เหลออยเู ทาไร
่ ่ ื 
(กําหนดให In2 = 0.693) (ขอ 2.)

1. 0.63 กรัม 2. 1.25 กรัม 3. 2.50 กรัม 4. 5.00 กรัม
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
45(มช 37) คาคงตวของการสลายของธาตกมมนตรงสซงเรมตนมจานวนอะตอม 24 x 1018
 ั ุ ั ั ั ี ่ึ ่ิ  ี ํ
อะตอม เมอเวลาผานไป 90 วัน จะเหลือ 3 x 1018 อะตอม คอขอใด
่ื  ื  (ขอ 3.)

1. 0.069/วัน 2. 0.035 /วัน 3. 0.023 / วัน 4. 0.017 / วัน
วธทา
ิี ํ
!
!
!
! &%!

46(มช 42) สารกัมมันตรังสี A มีคากัมมันตภาพในตอนเริมตนอยู 1.28 คูรี ขณะที่สารกัมมัน–
 ่
ตรังสี B มีคากัมมันตภาพอยู 160 มิลลิคูรี เมอเวลาผานไป 36 ชวโมง สารทั้ง 2 เหลือ
่ื  ่ั
คากัมมันตภาพอยู 20 มิลลิคูรี เทากัน จงหาอัตราสวนของคาคงทีของการสลายของสาร A
่
ตอสาร B (λA /λB ) (ขอ 3.)

1. 0.5 2. 1 3. 2 4. 4
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
คากัมมันตภาพ (A)
คากัมมันตภาพ คือ อัตราการสลายตัว ณ เวลาหนง (นิวเคลียสตอวินาที , Bq)
่ึ
A = dNdt
คากัมมันตภาพ อาจใชหนวยเปนนิวเคลียสตอวินาที เรยกอกอยางหนง Bq หรือ
ี ี  ่ึ
อาจใช หนวยเปน คูรี (Ci)
 
1 Ci = 3x1010 Bq
เราอาจหาคากัมมันตภาพ (A) ไดจากสมการ
A = λN
เมือ A = กัมมันตภาพ (นิวเคลียสตอวินาที , ฺBq)
่
λ = คาคงตัวการสลาย (ตอวินาที)
N = จานวนนวเคลยส ณ. เวลานั้น ๆ (นิวเคลียส)
ํ ิ ี
47(En 44/2) ธาตกมมนตรงสจานวนหนง มีกัมมันตภาพ 1 ไมโครคูรี และมีครึ่งชีวิตเทากับ
ุั ั ั ีํ ่ึ
1000 วินาที จํานวนนิวเคลียสกัมมันตรังสีขณะนั้นเปนเทาใด (1 คูรี = 3.7x1010 Bq )
1. 3.7x107 2. 5.3 x107 3. 3.7x109 4. 5.3x109 (ขอ 2.)

วธทา
ิี ํ
!

! #'!

48(En42/2)(En 43/1) ถาธาตุ x มีจานวนอะตอมเปน 2 เทาของธาตุ y แตมีกัมมันตภาพเปน
ํ
3 เทาของธาตุ y ครึงชีวตของธาตุ x จะเปนกเ่ี ทาของธาตุ y
่ ิ  
1. 1 เทา 2. 2 เทา 3 
6  3  3. 2 เทา 4. 6 เทา (ขอ 2.)

วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
49. ธาตุกัมมันตรังสีชนิดหนึ่งครึ่งชีวิต 15 วัน และเรมตนของธาตนมกมมนตภาพ 10 ไมโครคูรี
่ิ  ุ ้ี ี ั ั
จํานวนอนุภาคที่ปลดปลอยออกมาใน 1 วินาที เปนเทาใด เมื่อทิ้งธาตุนี้ไวเปนเวลา 30 วัน
(กําหนด 1 คูรี = 3.7x1010 s–1) (9.25x 104 นิวเคลียส)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
!
50(มช 38) คนไขคนหนงตองการไดรบรงสแกมมาจากโคบอลด–60 แตปริมาณรังสีแกมมาที่
 ่ึ  ั ั ี 
ใชมีมากเกินไปนําแผนตะกั่วมากั้น จะตองใชแผนตะกั่ว 3 แผนมากั้น จึงจะไดปริมาณรังสี
แกมมาที่พอดี ถาตะกั่ว 1 แผน สามารถกั้นรังสีแกมมามาไมใหผานมาได 90 เปอรเ ซนต ็
อยากทราบวาปรมาณรงสแกมมาทออกมาไดพอดจะคดเปนกเ่ี ปอรเ ซนตของปรมาณเดม
 ิ ั ี ่ี  ี ิ  ็  ิ ิ
1. 0.01% 2. 0.1 % 3. 3% 4. 30% (ขอ 2.)

วธทา
ิี ํ
!

! #(!

51(En 35) คาคงที่ของการสลายตัวของธาตุธอเรียม–232 เทากับ 1.6x10–18 ตอวินาที ธาตุ
นันจํานวน 464 กรัม จะสลายตัวกี่ลานอะตอมตอวินาที
้ (1.92 ลานอะตอม/วินาที)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!

52(En 43/2) ในการทดลองทอดลูกเตาเพื่อเปรียบเทียบกับการสลายตัวของนิวเคลียสกัมมันตรังสี
นกเรยนคนหนงใชลกเตา 6 หนา จํานวน 600 ลูก โดยแตมสีไวหนึ่งหนาทุกลูก และหยิบ
ั ี ่ึ  ู 
ลูกที่ขึ้นหนาสีออกทุกครั้งที่ทอด จงประมาณวาหลังจากการทอดลูกเตาครั้งที่ 3 เมือหยิบ
่
ลูกที่ขึ้นหนาสีออกแลว นาจะเหลือลูกเตากี่ลูก
1. 250 ลูก 2. 300 ลูก 3. 350 ลูก 4. 400 ลูก (ขอ 4)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!

53(En 41) ในการทดลองอุปมาอุปไมยการทอดลูกเตากับการสลายของธาตุกมมันตรังสี โดยการโยน
ั
ลกเตาแลวคดหนาทไมแตมสออกไป ถาลูกเตามี 6 หนา มีหนาทีแตมสี 2 หนา และมจานวน
ู   ั  ่ี   ี  ่  ีํ
90 ลูก จงหาวาถาทาการโยนลกเตาทงหมด 2 ครั้ง โดยสถิตจะเหลือจํานวนลูกเตาเทาใด
  ํ ู  ้ั ิ
1. 10 ลูก 2. 30 ลูก 3. 40 ลูก 4. 56 ลูก (ขอ 1)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

! #)!

ตอนที่ 4 แรงนิวเคลียร และพลังงานยึดเหนี่ยว
รัศมีนวเคลียส
ิ
เราสามารถหารัศมีนิวเคลียสของอะตอมธาตุใ ด ๆ ไดจากสมการ
1
R = r0 A 3
เมือ ro ≈ (1.2 x 10 –15) – (1.5 x 10–15) เมตร
่
A = เลขมวล
54. จงหารัศมีของนิวเคลียส 64 Zn กําหนด ro = 1.2x10 –15 เมตร
30 (4.8 x 10–15)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
55(En 33) ถารัศมีนิวเคลียสธาตุไฮโดรเจนเปน 1.4x10 –15 เมตร รัศมีนิวเคลียสของธาตุ 27Al
จะเปน กี่เมตร
1. 4.2x10–15 เมตร 2. 5.6x10–15 เมตร
3. 12.6x10–15 เมตร 4. 27x10–15 เมตร (ขอ 1.)

วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
56. ธาตุไอโซโทปของ 224 Ra จะมรศมเี ปนกเ่ี ทาของธาตไอโซโทปของ 11 Na
88 ีั   ุ 28
1. 2 เทา
 2. 3 เทา
 3. 4 เทา
 4. 5 เทา
 (ขอ 1.)

วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!

! #*!

แรงนิวเคลียร
แรงทีเ่ กียวของกับนิวคลีออนในนิวเคลียส
่
1) แรงผลักระหวางประจุไฟฟา (มีคามาก)
2) แรงดงดดระหวางมวล (มีคานอย)
ึ ู  
3) แรงนวเคลยร คอยผกมดนวคลออนตาง ๆ เอาไวมิใหฟุง
ิ ี ู ั ิ ี 
กระจายออกมานอกนิวเคลียส (มีคามหาศาล เมื่อเทียบกับ
แรงผลกประจุ)
ั

ลกษณะของแรงนวเคลยร
ั ิ ี
1) เปนแรงดงดดระยะสน
 ึ ู ้ั
2) ไมเกี่ยวกับชนิดของประจุ
3) มีคามากกวาแรงผลักระหวางประจุไฟฟา
!

57(มช 33) ขอตอไปนขอใดอธบายธรรมชาตของแรงนวเคลยรไดถกตองทสด
  ้ี  ิ ิ ิ ี   ู  ่ี ุ
ก. แรงนวเคลยรเ ปนแรงระยะสน , ดึงดูด , ขึ้นอยูกับระยะทางกําลังสองผกผันและไม
ิ ี  ้ั
ขึ้นกับชนิดประจุไฟฟา
ข. แรงนวเคลยรเ ปนแรงระยะสน , ดึงดูด , ขึ้นอยูกับระยะทางกําลังสองผกผันและขึ้น
ิ ี  ้ั
กับชนิดประจุไฟฟา
ค. แรงนิวเคลียรเปนแรงระยะยาว , ดึงดูด , ขึ้นอยูกับชนิดของประจุไฟฟา และขนาด
ใหญกวาแรงโนมถวงมาก
ง. แรงนวเคลยรเ ปนแรงระยะสน , ดึงดูด , ไมขึ้นอยูกับชนิดประจุไฟฟา และขนาด
ิ ี  ้ั
ใหญกวาแรงไฟฟามาก (ขอ ง.)

วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
! #+!

พลังงานยึดเหนียว (binding energy , B E.)
่
คือพลังงานที่ใชในการยึดเหนี่ยวนิวคลีออนทั้งหมดเอาไวดวยกัน พลังงานยึดเหนี่ยวเกิด
จากมวลทพรองไปของนวคลออน เมอนวคลออนเหลานนเขาไปอยในนวเคลยส เราสามารถหา
่ี  ิ ี ่ื ิ ี  ้ั  ู ิ ี
คาพลังงานยึดเหนี่ยวไดจาก
มวล p = 1.007276 u
B. E = m.c2 มวล n = 1.008665 u
!
เมือ m =
่ มวลพรอง (kg)
 มวล p+n = 2.015941 u
= มวลรวมของทกนวคลออน – มวลนิวเคลียส
ุ ิ ี
1u = 1.66 x 10–27 kg มวลเมื่ออยูในนิวเคลียส
c = ความเรวแสง = 3 x 108 m/s
็ = 2.013553 u
B.E. = พลังงาน (จล)ู !

B.E = 931 m มวลที่หายไป = มวลพรอง

เมือ B.E. = พลังงาน (MeV)
่ = 2.015941 – 2.013553
m = มวลพรอง (u)
 = 0.002388 u
931 คือ พลังงานของมวล 1 u 1 MeV = 1.6x10–13 จูล

58. กําหนด มวลของโปรตรอน = 1.007825 u
มวลของนิวตรอน = 1.008665 u
และเมอโปรตรอนกบนวตรอนกนรวมอยในนวเคลยสของดวเทอรอนจะมมวลรวมเทากบ
่ื ั ิ ั ู ิ ี ิ ี  ั
2.013553 จงหาพลังงานยึดเหนี่ยวทั้งหมด และพลงงานยดเหนยวตอนวคลออน
ั ึ ่ี  ิ ี
วธทา
ิี ํ ( 2.22 MeV , 1.11 MeV )

! #"!

59(มช 34) นิวเคลียส 10Ne20 มมวลอะตอม 19.992434 จะมพลงงานยดเหนยวตอนวคลออน
ี ี ั ึ ่ี  ิ ี
กี่ MeV กาหนดมวลนวตรอน 1 ตัว = 1.008665 amu
ํ ิ
มวลโปรตรอน 1 ตัว = 1.007825 amu
ก. 160.652 ข. 16.065 ค. 8.033 ง. 5.335 (ขอ ค.)

วธทา
ิี ํ

60(En 34) ธาตตรเิ ดยมซงมเี ลขอะตอมเปน 1 เลขมวลเปน 3 และมวลอะตอม 3.016049 u มี
ุ ี ่ึ 
คาพลงงานยดเหนยวตอนวคลออนเทากบเทาใดในหนวย MeV (ทศนิยม 2 ตําแหนง)
 ั ึ ่ี  ิ ี  ั  
กําหนด มวลอะตอมของไฮโดรเจน = 1.007825 u
มวลของนิวตรอน = 1.008665 u
และ 1u = 930 MeV (2.82 MeV)
วธทา
ิี ํ

!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

ตอนที่ 5 ปฏิกิริยานิวเคลียร
ปฏิกิริยานิวเคลียร คือ กระบวนการทนวเคลยสเกดการเปลยนแปลงองคประกอบ หรอ ระดบพลงงาน
่ี ิ ี ิ ่ี  ื ั ั
การเขยนรป X (a, b) Y
ี ู
14 N + 4 He → 17 O + 1 H
7 2 8 1
เปา! ตัวชนเปา! ตัวเกิดใหม! ตัวคายหลังชน!
สมการนี้ อาจเขียนเปน 14 N (α!,!-) 17 O อานวา ปฏกรยาอลฟาโปรตรอนของ 14 N
7 8 ิิิ ั 7
! #&!


ดังนัน ปฏิกิริยา X + a →!!!Y + b
้
อาจเขียนเปน X (a , b) Y อานวาปฏิกิริยา a , b ของ X
เมือ X = นิวเคลียสที่ใชเปนเปา
่ a = อนุภาคที่ใชยิงเขาไปชนเปา
Y = นิวเคลียสของธาตุใหม b = อนุภาคที่ปลดปลอยออกมาหลังชน

61. พิจารณาสมการนิวเคลียรดังนี้
27 4 30 + H1
13 Al + 2 He 14 Si 1
ก. ปฏิกิริยานี้เขียนแบบยอไดอยางไร ข. ปฏิกิริยานี้มีชื่อเรียกวาอยางไร
วธทา
ิี ํ
!
!
!
62. จงเขียนสมการปฏิกิริยานิวเคลียรตอไปนี้
ก. 7 Li (α , n) 10 B
3 5 ข. 9 Be (p , α ) 3 Li
4
6
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
63. จงเขียนสมการปฏิกิริยานิวเคลียรตอไปนี้
23 24
ก. 11 Na (d , p) 11 Na 27 28
ข. 13 Al (!n!, γ ) 13 Al
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
64(En 35) ปฏิกิริยานิวเคลียร 198 Hg (!n!, Y ) 197 Au ถามวา Y คืออนุภาคอะไร
80 79
1. ดิวเทอรอน 2. อนภาคแอลฟา
ุ 3. โปรตอน 4. ทริทอน (ขอ 1.)

วธทา
ิี ํ
!
!
!

! ##!

การหาพลงงานเกยวกบปฏกรยานวเคลยร
ั ่ี ั ิ ิ ิ ิ ี เงื่อนไขการใชสมการนี้
1. หาจากมวลที่เปลี่ยน (∆m) ใชสมการ 1. หาก ∆E เปนบวก แสดงวาปฏิกิริยาเปน
∆E = 931 . ∆m แบบคายพลังงาน เกิดเมื่อ *มวลรวมหลัง
ปฏิกรยามีคานอยกวามวลรวมกอนปฏิกรยา
ิิ  ิิ
∆m = มวลกอน – มวลหลัง
2. หาก ∆E เปนลบ แสดงวาปฏิกิริยาเปน
2. หาจากพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียส (B.E) แบบดูดพลังงาน เกิดเมื่อ *มวลรวมหลัง
ใชสมการ ∆E = BEกอน – BEหลัง ปฏิกรยามีคามากกวามวลรวมกอนปฏิกรยา
ิิ  ิิ
3. การใชคา B.E. ของนิวเคลียสมาคํานวณ
ตองใชคา B.E. มาเปนลบ
ในการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี ปฏิกิริยาที่ไดเปนปฏิกิริยาคายพลังงานทั้งหมด
พลังงานที่ปลอยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร เรยกวา พลังงานนิวเคลียร (nuclear energy)
ี 
ซึ่งพลังงานนี้อาจอยูในรูปพลังงานจลนของอนุภาคหรือในรูปคลื่นแมเหล็กไฟฟาก็ได
65(มช 36) พลังงานนิวเคลียรที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียรที่กําหนดใหนี้จะมีคากี่ MeV
X + a → Y + b ในที่นี้ (9.31 MeV)
X มีมวล 196.966600 u Y มีมวล 194.968008 u
a มีมวล 2.014012 u b มีมวล 4.002604 u
และ มวล 1.0 u = 931 MeV
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
27 27 27
66. ในการยิงนิวตรอนเขาชนอลูมเิ นียม 13 Al เพื่อใหเกิดปฏิกิริยา 13 Al (n . p) 12 Mg
เราจะตองใชนวตรอนซงมพลงงานจลนอยางนอยเทาใด กําหนดใหมวลอะตอมของ
  ิ ่ึ ี ั    
27 27
13 Al = 26.981535 12 Mg = 26.984346
1 H = 1.007825 1 n = 1.008665 (1.84 MeV)
1 0
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
! #$!

67. จากปฏิกิริยานิวเคลียร 4 He + 9 Be → 12 C + 1 n
2 4 6 0
จงหาพลังงานและบอกดวยวาเปนปฏิกิริยาประเภทใด กําหนด B.E ของ 4 He , 9 Be ,
2 4
12 C คือ 28.3 MeV , 58.1 MeV และ 92.1 MeV ตามลําดับ (5.7 MeV)
6
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
68. จงหาพลังงานที่ใชในการแยกนิวเคลียส 10 Ne ออกมาเปนแอลฟา 2 อนุภาค และ 12 C
20
6
20 Ne , 4 He
1 นิวเคลียส กําหนดใหพลังงานที่ยึดเหนี่ยวตอนิวคลีออนในนิวเคลียสของ 10 2
และ 6 12 C เปน 8.03 , 7.07 และ 7.68 MeV ตามลําดับ
 (11.88 MeV)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
69. ในการเกิดปฏิกิริยา 4 He + 4 He → 1 H + 7 Li
2 2 1 3
พบวาตองใชพลังงาน 17.2 MeV ถาพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียส 7 Li = –39.2 MeV
3
4 He
จงหาพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียส 2 (28.2 MeV)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!

! #%!

235
70. ในการทดลองระเบิดนิวเคลียรลูกหนึ่งใช 92 U ทําใหเกิดฟชชัน ไดพลังงานทั้งสิ้น
9.0 x 1012 จล หลังจากการระเบิดมวลที่หายไปทั้งสิ้นกี่กิโลกรัม
ู (10–4)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
ฟชชัน คือ ปฏิกิริยานิวเคลียรที่เกิดจากนิวเคลียสของธาตุหนักเกิดการแตกตัวออกเปน 2
สวนที่มีขนาดใกลเคียงกันจะทําใหไดนิวเคลียสใหม ซึ่งมีพลังยึดเหนี่ยวตอนิวคลีออนเพิ่มขึ้น
ตัวอยางปฏิกิริยาที่เกิดจากการยิงนิวตรอนเขาไปในนิวเคลียสของยูเรเนียม ดังสมการ
92u235 + on1 → 56Ba141 + 36Kr92 + 3on1 + พลังงาน
นักเรียนจะเห็นวาผลของปฏิกิริยานี้ จะไดนิวเคลียสใหม 2 ตัว ตัวหนึงมีเลขอะตอมอยู
่
ระหวาง 30 ถึง 63 และอีกตัวอยูระหวาง 72 ถึง 158 และปฏิกิริยานี้ยังใหพลังงานออกมา

อยางมหาศาล และใหนวตรอนอก 3 ตัว ซึ่งถานิวตรอนเหลานี้มีพลังงานสูงพอ ก็จะวิ่งเขาชน
 ิ ี
นิวเคลียสของยูเรเนียมอะตอมตอๆ ไป กอใหเ กดปฏกรยาอยางตอเนองทเ่ี รยกวา ปฏิกิริยาลูกโซ
 ิ ิ ิ ิ   ่ื ี 
เฟรมี เปนนักวิทยาศาสตรคนแรกที่สามารถควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยาลูกโซใหสม่ําเสมอได
โดยใชเ ครองมอทเ่ี รยกวา เครองปฏกรณนวเคลยร ซงควบคมอตราการเกดฟงชนโดยการควบ
่ื ื ี  ่ื ิ  ิ ี ่ึ ุ ั ิ  ั
คมจานวนนวตรอนทเ่ี กดขน
ุ ํ ิ ิ ้ึ
ฟวชัน คือ ปฏิกิริยาที่เกิดจากการรวมตัวกันของธาตุเบา 2 ธาตุ แลวยังผลใหเกิดธาตุซึ่ง
หนักกวาและมีการปลดปลอยพลังงานนิวเคลียรออกมาดวย
ตัวอยางเชน 41H1 → 2He4 + 2 1 e 0 + 26 MeV
จะเห็นวาปฏิกิริยานี้เกิดจาก 1H1 4 ตัว รวมกันเปน 2He4 1 ตัว แลวมการปลอยอนภาค
 ี ุ
ที่มีประจุบวกและมีมวลใกลเคียงกับอิเลคตรอน เรยกวา โพชตรอนอก 1 ตัว ปฏิกิริยานี้มีการ
ี  ิ ี
ปลดปลอยพลังงานออกมากมายเชนกัน ปฏิกิริยานี้เปนปฏิกิริยาที่เกิดบนดวงอาทิตย หรือ บน
ดาวฤกษ ที่มีพลังงานสูงทั้งหลาย สําหรับบนโลกเราปฏิกิริยาฟวชันสามารถทําใหเกิดขึ้นไดใน
หองปฏิบัติการ
! $'!


1H2 +1H2 → 1H3 + 1H1 + 4 MeV
1H2 + 1H2 → 1H3 + 0n1 + 3.2 MeV
71(มช 40) จากการคํานวณพบวาในน้ําทะเล 1 ลิตร ประกอบดวยโมเลกุลของนา จํานวน
 ํ้
3.3 x 1023 โมเลกุล และพบวาในทุก ๆ 6600 โมเลกุล ของนานจะมดวทเี รยมอยู 1 อะตอม
ํ้ ้ี ี ิ ี
เมอนาดวทเี รยมทงหมดทมอยในนา 1 ลิตรนี้ มาหลอมละลายเปนปฏิกิริยาฟวชันดังสมการ
่ื ํ ิ ี ้ั ่ี ี ู ํ้
2 2 3
1 H + 1 H → 2 He + n + 3.3 MeV
จะมีพลังงานปลดปลอยออกมาทั้งหมดกี่เมกกะจูล (MJ)
1. 0.48 2. 6.6 3. 13.2 4. 26.4 (ขอ 3.)

วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
!
72. ในการทําปฏิกิริยาฟวชั่นโดยใชดิวเทอรอน ( ) H) พบวามีปฏิกิริยาดังนี้
(
2 2 3 1
1 H + 1 H → 1 H + 1 H + 4 MeV
2 3 4 1
1 H + 1 H → 2 He + 0 n + 17.6 MeV
อยากทราบวาถาในน้ําทะเลมีดิวเทอเรียมประมาณ 5x1018 อะตอม ถานํามาทําใหเกิด
ฟวชันทั้งหมดจะไดพลังงานเทาใด (3.6 x 1019 MeV)
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
!
! $(!

73(En 41) ปฏิกิริยาฟชชันของธาตุชนิดหนึ่ง ใหมวลรวมของธาตุหลังเกิดปฏิกิริยาลดลง 0.025 u
จงคานวณวาจะตองเกดฟชชนกครงตอวนาที จึงจะทําใหกําลังงาน 930 วตต
ํ   ิ  ั ่ี ้ั  ิ ั
กําหนดให 1 u = 930 MeV และ 1 MeV = 1.6x10–13 J
1. 2.5 x 1014 ครัง ้ 2. 5.0 x 1014 ครัง ้
3. 7.5 x 1014 ครัง ้ 4. 1.0 x 1015 ครัง
้ (ขอ 1.)

วธทา
ิี ํ
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
74. วัตถุที่ใชเปนเชื้อเพลิงปรมาณูในปจจุบัน นอกจาก U – 235 แลว ยังมี (ขอ ค.)

ก. U – 238 ข. Au – 198 ค. Pu – 239 ง. Na – 34
วธทา
ิี ํ
75(มช 37) ขอความตอไปนี้ ขอความใดถูก
1. เครื่องปฏิกรณนิวเคลียรที่ใชผลิตไฟฟาในปจจุบัน ไดพลังงานจากฟวชันไปทําใหน้ํา
กลายเปนไอ ไอนาไปหมนกงหน ทําใหเครื่องกําเนิดไฟฟาผลิตกระแสไฟฟาออกมา
 ํ้ ุ ั ั
2. เครื่องปฏิกรณนิวเคลียรที่ใชผลิตไฟฟาในปจจุบันได พลังงานจากปฏิกิริยาที่
นิวเคลียสของธาตุหนักแตกตัวออกเปน 2 สวนขนาดใกลเ คยงกน และปฏิกิริยาลูกโซ
 ี ั
3. เครื่องปฏิกรณนิวเคลียรจะสามารถทํางานไดตลอดไป เนื่องจากปฏิกิริยานิวเคลียรที่
เกิดขึ้น จงไมตองมการเตมแทงเชอเพลง!
ึ   ี ิ  ้ื ิ
! ! 4. ถาแทงเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณนิวเคลียรคือ U – 235 แลวที่เกิดขึ้นหลัง
! ! ! ปฏิกิริยานิวเคลียรเปนสารเสถียรไมอันตราย! ! ! ! ! ! ! ! ! ! (ขอ 2.)!
! 
วธทา
ิี ํ
!
!
!
!!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!"!""

! $)!

แบบฝ ก หั ด ฟ สิ ก ส บทที่ 20 ฟ สิ ก ส นิ ว เคลี ย ร
กัมมันตภาพรังสี
1(En 36) พิจารณาขอความตอไปนี้สําหรับรังสีแอลฟา บีตา และ แกมมา
ก. มีความสามารถในการทําใหกาซแตกตัว เปนไอออนไดดกวา
 ี 
ข. ตองใชวัสดุที่มีความหนามากในการกั้นรังสี
ค. เมือเคลือนทีผานบริเวณทีมสนามแมเหล็กแนวการเคลือนทีเ่ ปนแนวโคง
่ ่ ่ ่ ี ่
ง. อัตราสวนระหวางประจุตอมวลมีคามากที่สุด
ขอความใดเปนสมบัติของรังสีบีตา
1. ก และ ง 2. ก และ ค 3. ข และ ง 4. ค และ ง (ขอ 4)
2(En 39) ธาตุ A สลายเปนธาตุ B โดยปลอยรังสีบีตา ลบออกมาธาตุทั้งสองจะมีจํานวนใดเทากัน
1. นวตรอน
ิ 2. โปรตอน
3. ผลรวมของนิวตรอนและโปรตอน 4. ผลตางของนิวตรอนและโปรตอน (ขอ 3)

สมการนิวเคลียร
238
3(En 43/1) ในการสลายตัวตอ ๆ กันของธาตุกัมมันตรังสี โดยเรมจาก 92 U เมื่อสลายให
่ิ
อนุภาคทังหมดเปน 2α , 2β– และ 2γ จะทาใหไดนวเคลยสใหมมจานวนโปรตอน
้ ํ   ิ ี  ีํ
และจานวนนวตรอนเทาใด
ํ ิ 
1. จานวนโปรตอน 88 จํานวนนิวตรอน
ํ 140
ํ 140
ํ 142
ํ 142 (ขอ 2)

4(มช 32) X+ อนุภาคนิวตรอน → Y+ อนภาคแอลฟา ุ
Z+อนุภาคบีตา
ถา Z ในปฎิกิริยานิวเคลียรนี้มีเลขมวลเปน 2 เทาของเลขอะตอมนิวเคลียสของธาตุ X คือ
ก. 14Si31 ข. 15P31 ค. 16S31 ง. 17Cl31 (ขอ ข)

! $*!

5. จงหาจํานวนอนุภาคแอลฟา ( 4 He ) และอนุภาคบีตา ( 01 e ) จากอนุกรมการสลายตัวของ
2 -
238 U → 206 Pb
นิวเคลียสตอไปนี้ 92 α β
(8α, 6β)
82
6. จงหาจํานวนอนุภาคแอลฟา ( 4 He ) และอนุภาคบีตา ( 01 e ) จากอนุกรมการสลายตัวของ
2 -
235 U → 207 Pb
นิวเคลียสตอไปนี้ 92 α β
(7α, 4β)
82

การสลายตัวของนิวเคลียส
7. ธาตุกัมมันตรังสีชนิดหนึ่ง มีเวลาครึ่งชีวิต 5 วัน ถาเก็บธาตุนั้น จํานวน 64x1018 อะตอม
ไว 15 วัน จะเหลอธาตนนกอะตอม
ื ุ ้ั ่ี ( 8x1018)
8. ทิ้งน้ํายาซึ่งเปนสารกัมมันตรังสีไวเปนเวลานาน วัดกัมมันตภาพได 4200 ครัง/วินาที
้
ถาน้ํายานี้เปนของใหม จะวดกมมนตรงสได 16800 ครัง/วินาที ถาชวงครึ่งชีวิตของสาร
ั ั ั ั ี ้
ในน้ํายานี้เปน 2 วัน จงหาวาทิ้งน้ํายาไวเปนเวลานานเทาใด (4 วัน)
9. สารกมมนตรงสจานวนหนงเมอทงไว 2 ชวโมง ปรากฏวาสลายไป 16 เทาของของเดิม
ั ั ั ีํ ่ึ ่ื ้ิ ่ั 15
จงหาคานิจของการสลายตัวของสารนี้ (1.386/ชัวโมง)
่

10(En 31) ไอโซโทปของโซเดยม (24 Na ) มครงชวต 15 ชวโมง จงหาวาเวลาผานไป
ี 11 ี ่ึ ี ิ ่ั
75 ชวโมง นิวเคลียสของไอโซโทปนี้จะสลายไปแลวประมาณกี่เปอรเซ็นตของจํานวนที่
่ั
ตังตน ถาตอนเรมแรกนวเคลยสของไอโซโทปนมคา 5 คูรี
้  ่ิ ิ ี ้ี ี 
1. 75 % 2. 87.5 % 3. 94 % 4. 97 % (ขอ 4)
11(มช 32) สารกัมมันตรังสีชนิดหนึ่งมีคานิจของการสลายตัว 0.077 ตอป จะตองใชเวลานาน

เทาไร จึงจะมีมวลลดลงจาก 40 กรัม เหลือเพียง 2.5 กรัม
ก. 3 ป ข. 13 ป ค. 36 ป ง. 45 ป (ขอ ค)
12(มช 31) ธาตุชนิดหนึ่งมีมวล 10 กรัม ใชเวลา 20 วัน จึงจะมีมวลเหลืออยู 2.5 กรัม
คานิจของการสลายตัวมีคาเปน
ก. 0.069 ตอวน
 ั ข. 0.035 ตอวน
 ั
ค. 0.054 ตอวน
 ั ง. 0.015 ตอวน
 ั (ขอ ก)

! $+!

ฟิสิกส์นิวเคลียร์

ฟิสิกส์นิวเคลียร์

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à ฟิสิกส์นิวเคลียร์

Similaire à ฟิสิกส์นิวเคลียร์ (20)

Plus de Chakkrawut Mueangkhon

Plus de Chakkrawut Mueangkhon (13)

ฟิสิกส์นิวเคลียร์