การปล่อยโพซิตรอนและการสลายให้กัมมันตรังสี

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง การปล่อยโพซิตรอนและการสลายให้กัมมันตรังสี

การปล่อยโพซิตรอน vs. การสลายให้กัมมันตรังสี

การปล่อยโพซิตรอน (Positron emission) หรือ การสลายให้อนุภาคบีตาบวก (β+ decay) เป็นประเภทเฉพาะอย่างหนึ่งของการสลายกัมมันตรังสีและประเภทย่อยของการสลายให้อนุภาคบีตา ซึ่งโปรตอนหนึ่งตัวที่อยู่ภายในนิวเคลียสที่นิวไคลด์ของมันมีกัมมันตรังสี จะถูกแปลงให้เป็นนิวตรอนในขณะเดียวกันก็ปล่อยโพซิตรอนและอิเล็กตรอนนิวตริโน (νe) การปล่อยโพซิตรอนมีการไกล่เกลี่ยโดยแรงอย่างอ่อน โพซิตรอนเป็นชนิดหนึ่งของอนุภาคบีตา (β+), อนุภาคเบต้าอีกตัวหนึ่งก็คืออิเล็กตรอน (β−) ที่ปล่อยออกมาจากการสลายให้อนุภาค β− ของนิวเคลียส ตัวอย่างของการปล่อยโพซิตรอน (การสลายให้ β+) จะแสดงด้วยแมกนีเซียม-23 ไปเป็นโซเดียม-23 ตามสมการ: 2312Mg → 2311Na + e+ + Ve เพราะว่าการปล่อยโพซิตรอนจะลดจำนวนโปรตอนลงเมื่อเทียบกับจำนวนนิวตรอน, การสลายให้โพซิตรอนจึงจะเกิดขึ้นโดยทั่วไปในนิวไคลด์กัมมันตรังสี "ที่ร่ำรวยโปรตอน" ขนาดใหญ่ ผลจากการสลายให้โพซิตรอนจะเป็นการแปลง(ธาตุ)นิวเคลียส หรือการเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีของอะตอมไปเป็นอะตอมของธาตุที่มีเลขอะตอมที่น้อยลงไปหนึ่งหน่วย การปล่อยโพซิตรอนไม่ควรจะสับสนกับการปล่อยอิเล็กตรอนหรือการสลายให้เบต้าลบ (สลายให้ β-) ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อนิวตรอนจะกลายเป็นโปรตอนและนิวเคลียสก็ปล่อยอิเล็กตรอนและปฏินิวทริโน การจับยึดอิเล็กตรอน (บางครั้งเรียกว่าการสลายให้ตรงข้ามบีตา (inverse beta decay)) ก็ถูกแยกประเภทเป็นครั้งคราวให้เป็นชนิดหนึ่งของการสลายให้บีตาอีกด้วย ในบางวิธี การจับยึดอิเล็กตรอนสามารถถือได้ว่าเทียบเท่ากับการปล่อยโพซิตรอน, เพราะในการจับยึดอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจะส่งผลให้มีการปล่อยโพซิตรอนหนึ่งตัวด้วยเหมือนกับเป็นการแปรพันธ์ุเช่นกัน การจับยึดอิเล็กตรอนเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนพร้อมใช้งานและมันต้องการความแตกต่างของพลังงานระหว่างพ่อแม่และลูกสาวน้อยลง ซึ่งจะเกิดขึ้นบ่อยครั้งในอะตอมขนาดเล็ก มากกว่าจะเกิดขึ้นในการปล่อยโพซิตรอน การจับยึดอิเล็กตรอนมักจะแข่งขันกับการปล่อยโพซิตรอนเนื่องจากการปล่อยโพซิตรอนจะสามารถมองเห็นและนอกจากนี้จะเกิดขึ้นเป็นชนิดเดียวเท่านั้นของการสลายให้บีตาในนิวเคลียสทราร่ำรวยโปรตอนเมื่อไม่มีพลังงานการสลายมากเพียงพอที่จะสนับสนุนการปล่อยโพซิตรอน หมวดหมู่:ฟิสิกส์นิวเคลียร์ หมวดหมู่:กัมมันตรังสี หมวดหมู่:การแผ่รังสี. การสลายให้อนุภาคแอลฟา เป็นการสลายให้กัมมันตรังสีชนิดหนึ่งที่นิวเคลียสของอะตอมปลดปล่อย อนุภาคแอลฟา เป็นผลให้อะตอมแปลงร่าง (หรือ "สลาย") กลายเป็นอะตอมที่มีเลขมวลลดลง 4 หน่วยและเลขอะตอมลดลง 2 หน่วย การสลายให้กัมมันตรังสี (radioactive decay) หรือ การสลายของนิวเคลียส หรือ การแผ่กัมมันตรังสี (nuclear decay หรือ radioactivity) เป็นกระบวนการที่ นิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียร สูญเสียพลังงานจากการปลดปล่อยรังสี.

การสลายให้อนุภาคบีตา

ในฟิสิกส์นิวเคลียร์, การสลายให้อนุภาคบีตา (beta decay) เป็นรูปแบบหนึ่งของการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีที่อนุภาคบีตา (อิเล็กตรอนหรือโพซิตรอน) ถูกปลดปล่อยออกมา ในกรณีปลดปล่อยอิเล็กตรอน จะเป็น บีตาลบ (^-) ขณะที่ในกรณีปลดปล่อยโพซิตรอนจะเป็น บีตาบวก (^+) พลังงานจลน์ของอนุภาคบีตามีพิสัยสเปกตรัมต่อเนื่องจาก 0 ถึงค่าสูงสุดที่จะเป็นไป (Q) ซึ่งขึ้นกับสภาวะนิวเคลียร์ของต้นกำเนิดและลูกที่เกี่ยวข้องกับการสลาย โดยทั่วไป Q มีค่าประมาณ 1 MeV แต่สามารถมีพิสัยจากสองสาม keV ไปจนถึง สิบ MeV อนุภาคบีตากระตุ้นส่วนใหญ่มีความเร็วสูงมากเป็นซึ่งมีความเร็วใกล้เคียงอัตราเร็วของแสง.

การปล่อยโพซิตรอนและการสลายให้อนุภาคบีตา · การสลายให้กัมมันตรังสีและการสลายให้อนุภาคบีตา · ดูเพิ่มเติม »

การจับยึดอิเล็กตรอน

องรูปแบบของการจับยึดอิเล็กตรอน ''บน'': นิวเคลียสดูดซับอิเล็กตรอน ''ล่างซ้าย'': อิเล็กตรอนรอบนอกเข้าแทนที่อิเล็กตรอน "ที่หายไป" รังสีเอ็กซ์ที่มีพลังงานเท่ากับความแตกต่างระหว่างสองเปลือกอิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกมา ''ล่างขวา'': ใน Auger effect, พลังงานจะถูกปล่อยออกมาเมื่ออิเล็กตรอนรอบนอกเข้าแทนที่อิเล็กตรอนรอบใน พลังงานจะถูกย้ายไปที่อิเล็กตรอนรอบนอก อิเล็กตรอนรอบนอกจะถูกดีดออกจากอะตอม เหลือแค่ไอออนบวก การจับยึดอิเล็กตรอน Electron capture หรือ Inverse Beta Decay หรือ K-electron capture หรือ K-capture หรือ L-electron capture หรือ L-capture) เป็นกระบวนการที่นิวเคลียสที่ร่ำรวยโปรตอนของอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าดูดซับอิเล็กตรอนที่อยู่วงในของอะตอม มักจะจากเปลือกอิเล็กตรอนที่วงรอบ K และวงรอบ L กระบวนการนี้จึงเป็นการเปลี่ยนโปรตอนของนิวเคลียสให้เป็นนิวตรอนและพร้อมกันนั้นได้มีการปลดปล่อยอิเล็กตรอนนิวทริโนออกมา ตามสมการ นิวไคลด์ลูกสาว (ผลผลิตที่ได้จากการสลาย) ถ้ามันอยู่ในสภาวะกระตุ้น มันก็จะเปลี่ยนผ่านไปอยู่ในสภาวะพื้น (ground state) ของมัน โดยปกติ รังสีแกมมาจะถูกปล่อยออกมาระหว่างการเปลี่ยนผ่านนี้ แต่การปลดการกระตุ้นนิวเคลียร์อาจเกิดขึ้นโดยการแปลงภายใน (internal conversion) ก็ได้เช่นกัน หลังการจับยึดอิเล็กตรอนรอบในโดยนิวเคลียส อิเล็กตรอนรอบนอกจะแทนที่อิเล็กตรอนที่ถูกจับยึดไปและโฟตอนลักษณะรังสีเอกซ์หนึ่งตัวหรือมากกว่าจะถูกปล่อยออกมาในกระบวนการนี​​้ การจับยึดอิเล็กตรอนบางครั้งยังเป็นผลมาจาก Auger effect ได้อีกด้วย ซึ่งในกระบวนการนี้อิเล็กตรอนจะถูกดีดออกมาจากเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนด้วยกันของอะตอมนั้นในกระบวนการของการแสวงหาสภาวะของอิเล็กตรอนพลังงานที่ต่ำกว่า ลูกโซ่การสลายจากตะกั่ว-212 กลายเป็นตะกั่ว-208, เป็นการแสดงผลผลิตที่ได้จากการสลายในช่วงกลาง แต่ละช่วงเป็นนิวไคลด์ลูกสาวของตัวบน(นิวไคลด์พ่อแม่) หลังการจับยึดอิเล็กตรอน เลขอะตอมจะลดลงไปหนึ่งหน่วย จำนวนนิวตรอนจะเพิ่มขึ้นไปหนึ่งหน่วย และไม่มีการเปลี่ยนแปลงในมวลอะตอม การจับอิเล็กตรอนง่าย ๆ เกิดในอะตอมที่เป็นกลางเนื่องจากการสูญเสียอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอนจะถูกทำให้สมดุลโดยการสูญเสียประจุนิวเคลียร์บวก อย่างไรก็ตามไอออนบวกอาจเกิดจากการปล่อยอิเล็กตรอนแบบ Auger มากขึ้น การจับยึดอิเล็กตรอนเป็นตัวอย่างหนึ่งของอันตรกิริยาอย่างอ่อน ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่ของแรงพื้นฐาน การจับยึดอิเล็กตรอนเป็นโหมดขั้นปฐมของการสลายตัวสำหรับไอโซโทปที่มีโปรตอนอย่างมากในนิวเคลียส แต่ด้วยความแตกต่างของพลังงานไม่เพียงพอระหว่างไอโซโทปกับลูกสาวของมันในอนาคต (Isobar ที่มีประจุบวกน้อยลงหนึ่งหน่วย) สำหรับนิวไคลด์ที่จะสลายตัวโดยการปล่อยโพซิตรอน การจับยึดอิเล็กตรอนเป็นโหมดการสลายตัวแบบทางเลือกเสมอสำหรับไอโซโทปกัมมันตรังสีที่ไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะสลายตัวโดยการปล่อยโพซิตรอน บางครั้งมันจึงถูกเรียกว่าการสลายให้บีตาผกผัน แม้ว่าคำนี้ยังสามารถหมายถึงปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนปฏินิวทริโนกับโปรตอนอีกด้วย ถ้าความแตกต่างกันของพลังงานระหว่างอะตอมพ่อแม่และอะตอมลูกสาวมีน้อยกว่า 1.022 MeV, การปล่อยโพซิตรอนเป็นสิ่งต้องห้ามเนื่องจากพลังงานที่ใช้ในการสลายมีไม่เพียงพอที่จะยอมให้เกิดขึ้น ดังนั้นการจับยึดอิเล็กตรอนจึงเป็นโหมดการสลายตัวแต่เพียงอย่างเดียว ยกตัวอย่างเช่นรูบิเดียม-83 (37 โปรตอน, 46 นิวตรอน) จะสลายตัวไปเป็น Krypton-83 (36 โปรตอน, 47 นิวตรอน) โดยการจับยึดอิเล็กตรอนแต่เพียงอย่างเดียว (เพราะความแตกต่างพลังงานหรือพลังงานสลายมีค่าประมาณ 0.9 MeV เท่านั้น) โปรตอนอิสระปกติจะไม่สามารถเปลี่ยนไปเป็นนิวตรอนอิสระได้โดยกระบวนการนี​​้ โปรตอนและนิวตรอนจะต้องเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสที่มีขนาดใหญ่ \mathrm+\mathrm^- \rightarrow\mathrm+_e | \mathrm+\mathrm^- \rightarrow\mathrm+_e | ระลึกไว้ว่า ไอโซโทปกัมมันตภาพที่สามารถเกิด pure electron capture ได้ในทฤษฎีนั้นอาจถูกห้ามจาก radioactive decay หากพวกมันถูก ionized โดยสมบูรณ์ (คำว่า "stripped" ถูกใช้บางครั้งเพื่อบรรรยายไอออนเหล่านั้น) มีสมมติฐานว่าธาตุเหล่านั้น ถ้าหากถูกสร้างโดย r-process ในการระเบิด ซูเปอร์โนวา พวกมันจะถูกปลดปล่อยเป็น ionized โดยสมบูรณ์และจะไม่มี radioactive decay ตราบเท่าที่พวกมันไม่ได้ปะทะกับอิเล็กตรอนในสเปซภายนอก ความผิดปกติในการกระจายตัวของธาตุก็ถูกคิดว่าเป็นผลส่วนหนี่งจากผลกระทบของ electron capture นี้ พันธะเคมี ยังสามารถมีผลต่ออัตราของ electron capture ได้ระดับน้อย ๆ อีกด้วย (โดยทั่วไปน้อยกว่า 1%) ขึ้นอยู่กับความใกล้ของอิเล็กตรอนกับนิวเคลียส -->.

การจับยึดอิเล็กตรอนและการปล่อยโพซิตรอน · การจับยึดอิเล็กตรอนและการสลายให้กัมมันตรังสี · ดูเพิ่มเติม »

อันตรกิริยาอย่างอ่อน

อิเล็กตรอนปฏินิวทรืโนอย่างละหนึ่งตัว ในฟิสิกส์ของอนุภาค อันตรกิริยาอย่างอ่อน (weak interaction) หรือบางครั้งเรียกกันทั่วไปว่า แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน (weak nuclear force) เป็นกลไกที่รับผิดชอบแรงอ่อนหรือแรงนิวเคลียร์อ่อน แรงนี้เป็นหนึ่งในสี่แรงพื้นฐาน่ของธรรมชาติที่รู้จักกันดีในการปฏิสัมพันธ์, แรงที่เหลือได้แก่อันตรกิริยาอย่างเข้ม, แรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วง อันตรกิริยาอย่างอ่อนเป็นผู้รับผิดชอบต่อการสลายให้กัมมันตรังสีของอนุภาคย่อยของอะตอม และมันมีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ทฤษฎีของอันตรกิริยาอย่างอ่อนบางครั้งเรียกว่าควอนตัม flavordynamics (QFD), คล้ายกับ QCD และ QED, แต่คำนี้ที่ไม่ค่อยได้ใช้เพราะแรงอ่อนเป็นที่เข้าใจกันดีที่สุดในแง่ของทฤษฎีไฟฟ้าอ่อน (electro-weak theory (EWT)) ในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาค อันตรกิริยาอย่างอ่อนเกิดจากการปล่อยหรือการดูดซึมของ W และ Z โบซอน อนุภาคทุกตัวในตระกูลเฟอร์มิออนที่รู้จักกันแล้วมีปฏิสัมพันธ์ต่อกันผ่านทางอันตรกิริยาอย่างอ่อน อนุภาคเหล่านั้นมีสปินครึ่งจำนวนเต็ม (หนึ่งในคุณสมบัติพื้นฐานของอนุภาค) พวกมันสามารถเป็นอนุภาคมูลฐานเช่นอิเล็กตรอนหรืออาจจะเป็นอนุภาคผสมเช่นโปรตอน มวลของ W+ W- และ Z โบซอน แต่ละตัวจะมีขนาดใหญ่กว่ามวลของโปรตอนหรือของนิวตรอนอย่างมาก สอดคล้องกับช่วงระยะทำการที่สั้นของแรงที่อ่อน แรงถูกเรียกว่าอ่อนเพราะความแรงของสนามในระยะทางที่กำหนดโดยทั่วไปจะมีขนาดเป็นเลขยกกำลังที่น้อยกว่าแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มและแรงแม่เหล็กไฟฟ้ามาก ๆ ในช่วงยุคของควาร์ก แรงไฟฟ้าอ่อน (electroweak force) แยกออกเป็นแรงแม่เหล็กไฟฟ้​​าและแรงอ่อน ตัวอย่างที่สำคัญของอันตรกิริยาอย่างอ่อนได้แก่การสลายให้อนุภาคบีตา และการผลิตดิวเทอเรียมจากไฮโดรเจนที่จำเป็นเพื่อให้พลังงานในกระบวนการเทอร์โมนิวเคลียร์ของดวงอาทิตย์ เฟอร์มิออนส่วนใหญ่จะสลายตัวโดยอันตรกิริยาอย่างอ่อนไปตามเวลา การสลายตัวดังกล่าวยังทำให้การหาอายุด้วยวืธีเรดิโอคาร์บอน (radiocabon dating) มีความเป็นไปได้เมื่อคาร์บอน-14 สูญสลายผ่านอันตรกิริยาอย่างอ่อนกลายเป็นไนโตรเจน-14 นอกจากนี้มันยังสามารถสร้างสารเรืองแสงรังสี (radioluminescence) ที่ใช้กันทั่วไปในการส่องสว่างทริเทียม (tritium illumination) และในสาขาที่เกี่ยวข้องกับ betavoltaics ควาร์กเป็นผู้สร้างอนุภาคผสมเช่นนิวตรอนและโปรตอน ควาร์กมีหกชนิดที่เรียกว่า "ฟเลเวอร์" (flavour) ได้แก่ อัพ, ดาวน์, สเตรนจ์, ชาร์ม, ทอปและบอตทอม - ซึ่งเป็นคุณสมบัติของอนุภาคผสมเหล่านั้น อันตรกิริยาอย่างอ่อนเป็นหนึ่งเดียวในแง่ที่ว่ามันจะยอมให้ควาร์กสามารถที่จะสลับฟเลเวอร์ของพวกมันไปเป็นอย่างอื่นได้ ตัวอย่างเช่นในระหว่างการสลายตัวในอนุภาคบีตาลบ ดาวน์ควาร์กตัวหนึ่งสลายตัวกลายเป็นอัพควาร์ก เป็นการแปลงนิวตรอนให้เป็นโปรตอน นอกจากนี้อันตรกิริยาอย่างอ่อนยังเป็นปฏิสัมพันธ์พื้นฐานอย่างเดียวเท่านั้นที่ทำลายการสมมาตรแบบเท่าเทียมกัน และในทำนองเดียวกัน มันเป็นอย่างเดียวเท่านั้นที่ทำลาย CP-สมมาตร.

การปล่อยโพซิตรอนและอันตรกิริยาอย่างอ่อน · การสลายให้กัมมันตรังสีและอันตรกิริยาอย่างอ่อน · ดูเพิ่มเติม »

โพซิตรอน

ซิตรอน (positron) หรือ แอนติอิเล็กตรอน (antielectron) เป็นปฏิยานุภาคหรือปฏิสสารของอิเล็กตรอน โพซิตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็น +1 มีสปินเป็น 1/2 และมีมวลเท่ากับอิเล็กตรอน ถ้าโพซิตรอนพลังงานต่ำชนกับอิเล็กตรอนพลังงานต่ำจะเกิดการประลัย (annihilation) คือมีการเกิดโฟตอนรังสีแกมมา 2 โฟตอนหรือมากกว่า โพซิตรอนอาจจะเกิดจากการสลายตัวของการปลดปล่อยโพซิตรอนกัมมันตรังสี (ผ่านอันตรกิริยาอย่างอ่อน) หรือโดยการผลิตคู่จากโฟตอนที่มีพลังงานเพียงพอ.

การปล่อยโพซิตรอนและโพซิตรอน · การสลายให้กัมมันตรังสีและโพซิตรอน · ดูเพิ่มเติม »