ธาตุกัมมันตรังสี

ธาตุกัมมันตรังสี

ธาตุที่สามารถปล่อยรังสีที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เรียกว่า 
ธาตุกัมมันตรังสี ส่วนปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่องเรียกว่า กัมมันตภาพรังสี
รังสีที่แผ่ออกมาจากสารกัมมันตรังสี
ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่แผ่รังสีได้ เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมไม่เสถียร เป็นธาตุที่มีเลขอะตอมสูงกว่า  82 กัมมันตภาพรังสี หมายถึง ปรากฏการณ์ที่ธาตุแผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่อง รังสีที่ได้จากการสลายตัว มี 3 ชนิด คือ รังสีแอลฟา รังสีบีตา และรังสีแกมมา
รังสีแอลฟา บีตา หรือแกมมา ซึ่งมีสมบัติต่าง  ๆ  กันดังนี้

รังสีแอลฟให้สัญลักษณ์เป็น 2 หรือ 4  HE ความสามารถทะลุทะลวงได้ต่ำเพียงแผ่นกระดาษหนา แผ่นโลหะที่มีความหนาเท่ากับแผ่นอะลูมิเนียมบาง ๆ 

รังสีบีตา   มีสัญลักษณ์เป็น B มีความสามารถทะลุทะลวงได้มากกว่ารังสีแอลฟา 100 เท่า   สามารถทะลุอะลูมิเนียมที่มีความหนา 1 เซนติเมตร หรืออากาศที่มีความหนาประมาณ 1 สามารถป้องกันการทะลุทะลวงของรังสีบีตาได้

                รังสีแกมมา มีสัญลักษณ์เป็น V มีสมบัติเหมือนกันกับรังสีเอกซ์  (รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานสูง) เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับแสง มีกำลังทะลุทะลวง       ได้มากกว่า รังสีบีตา 100 เท่า
          
                               

 ประโยชน์บางประการของสารกัมมันตรังสี
1. คาร์บอน- 14                ประโยชน์             ช่วยหาอายุของโบราณวัตถุ 
2. โคบอลท์-60                ประโยชน์             รักษาโรคมะเร็ง
3. ทองคำ-198                  ประโยชน์             วินิจฉัยตับ
4. ไอโอดีน-125               ประโยชน์             หาปริมาณเลือด
5. ไอโอดีน-131               ประโยชน์             วินิจฉัยอวัยวะ
6. ฟอสฟอรัส–32            ประโยชน์             รักษาโรคมะเร็ง
7. โพแทสเซียม–40         ประโยชน์             หาอายุหิน
8. ยูเรเนียม–235              ประโยชน์             ให้พลังงาน

การใช้กัมมันตภาพรังสีทางเกษตรกรรม

การใช้กัมมันตภาพรังสีทางเกษตรกรรม เช่น การใช้ถนอมอาหาร วิเคราะห์ดิน เพื่อจำแนกพื้นที่ เพาะปลูกให้เหมาะสม กับชนิดของพืช ศึกษาเกี่ยวกับการผลิตไข่ และน้ำนมสัตว์ ช่วยกำจัดแมลงและการกลายพันธุ์ของพืช

1. การใช้รังสีรังสีที่นำมาใช้ถนอมอาหาร คือ รังสีแกมมา ซึ่งเป็นรังสีที่มีกำลังทะลุทะลวงสูงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้จากธาตุกัมมันตรังสี เช่นโคบอลต์ - 60 เนื่องจากรังสีมีกำลังทะลุทะลวงสูง ห้ามใช้ปริมาณรังสีขนาดพอเหมาะ จะสามารถทำลายเชื้อจุลินทรีย์ รวมทั้งเอนไซม์ในอาหารด้วย และไม่มีผลกระทบต่อผู้บริโภคโดยไม่มีพิษตกค้าง ผลผลิตทางการเกษตรที่นำไปอาบรังสี  ได้แก่  หัวหอมเล็ก  หัวหอมใหญ่  แอปเปิล  มันฝรั่ง  ผลไม้หลายชนิด  ขนาดของรังสีที่ใช้อาบ                                 
มีหน่วยเรียกว่า แรด์  (Red) หรือ เกร์ย โดยกำหนดว่า
1         แรด์ เท่ากับพลังงาน   100   เฮิร์ต  ที่ถ่ายโอนให้กับวัตถุ   1  กรัม
100     แรด์ เท่ากับ                     1   เกรย์
1000   เกรย์ เท่ากับ                    1   กิโลเกรย์

ในนิวเคลียส ของธาตุประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุบวก และนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า สัดส่วนของจำนวนโปรตอน ต่อจำนวนนิวตรอนไม่เหมาะสม จนทำให้ธาตุนั้นไม่เสถียร ธาตุนั้นจึงปล่อยรังสีออกมาเพื่อปรับตัวเองให้เสถียร ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น

(ธาตุยูเรเนียม)      (ธาตุทอเลียม) (อนุภาคแอลฟา)

      จะเห็นได้ว่า การแผ่รังสีจะทำให้เกิดธาตุใหม่ได้  หรืออาจเป็นธาตุเดิม               แต่จำนวนโปรตอนหรือนิวตรอนอาจไม่เท่ากับธาตุเดิม  และธาตุกัมมันตรังสีแต่ละธาตุ มีระยะเวลาในการสลายตัวแตกต่างกันและแผ่รังสีได้แตกต่างกัน  เรียกว่า ครึ่งชีวิตของธาตุ
       ครึ่งชีวิตเป็นสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละไอโซโทปและสามารถใช้เปรียบเทียบอัตราการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดได้