การแตกเป็นเสี่ยง (ฟิสิกส์)และการแบ่งแยกนิวเคลียส

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง การแตกเป็นเสี่ยง (ฟิสิกส์)และการแบ่งแยกนิวเคลียส

การแตกเป็นเสี่ยง (ฟิสิกส์) vs. การแบ่งแยกนิวเคลียส

การแตกเป็นเสี่ยง (Spallation) เป็นกระบวนการหนึ่งที่ชิ้นส่วนของวัสดุจะถูกดีดออกมาจากร่างกายใด ๆ เนื่องจากการกระทบหรือความเครียด ในบริบทของกลศาสตร์การกระทบมันจะอธิบายการดีดออกหรือการระเหยของวัสดุจากเป้าหมายระหว่างการกระทบจากวัตถุวิถีโค้ง ในฟิสิกส์ของดาวเคราะห์ การแตกเป็นเสี่ยงจะอธิบายการกระทบจากอุกกาบาตบนพื้นผิวของดาวเคราะห์และผลกระทบของลมดวงดาวในบรรยากาศของดาวเคราะห์ ในบริบทของการทำเหมืองแร่หรือธรณีวิทยา การแตกเป็นเสี่ยงอาจหมายถึงชิ้นส่วนของหินที่แตกออกจากผิวหน้าของหินเนื่องจากความเครียดภายในหินนั้น โดยทั่วไปมันเกิดขึ้นบนผนังปล่องเหมือง ในบริบทของมานุษยวิทยา, การแตกเป็นเสี่ยงเป็นกระบวนการที่ใช้ในการทำเครื่องมือหินเช่นหัวลูกศรโดยการเคาะหรือทุบ ในฟิสิกส์นิวเคลียร์ การแตกเป็นเสี่ยงเป็นกระบวนการที่นิวเคลียสหนักปลดปล่อยนิวคลีออนออกมาเป็นจำนวนมากเป็นผลมาจากการถูกชนด้วยอนุภาคย่อยพลังงานสูง ดังนั้นน้ำหนักอะตอมจึงลดลงอย่างมาก การแตกเป็นเสี่ยงของนิวเคลียสจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติใน ชั้นบรรยากาศของโลก เนื่องจากการกระทบของ รังสีคอสมิก และยังเกิดขึ้นบนผิวของวัตถุในอวกาศอีกด้วยเช่น อุกกาบาต และ ดวงจันทร์ หลักฐานของการแตกเป็นเสี่ยงจากรังสีคอสมิก (หรือเรียกว่า "การทำลาย" (spoliation)) เป็นหลักฐานที่แสดงว่าวัสดุที่พูดถึงได้ถูกเปิดรับบนพื้นผิวของวัตถุที่มันเป็นส่วนหนึ่ง และให้วิธีการวัดความยาวของระยะเวลาของการเปิดรับที่ องค์ประกอบของต้วรังสีคอสมิกเองยังแสดงให้เห็นว่าพวกมันได้รับความเดือดร้อนจากการแตกเป็นเสี่ยงก่อนที่จะตกถึงพื้นโลก เพราะสัดส่วนขององค์ประกอบแสงเช่น Li, B และ Be ในตัวพวกมันจะมีปริมาณสูงเกินกว่าค่าเฉลี่ยของความสมบูรณ์ในจักรวาล; องค์ประกอบเหล่านี้ในรังสีคอสมิกเห็นได้ชัดว่าเกิดจากก่อตัวขึ้นจากการแตกเป็นเสี่ยงของออกซิเจน, ไนโตรเจน, คาร์บอนและบางทีก็ซิลิกอน ในแหล่งที่มาของรังสีคอสมิกหรือในระหว่างการเดินทางที่แสนไกลของพวกมันจนถึงที่นี่ สารที่เกิดขึ้นจากการแตกเป็นเสี่ยงขององค์ประกอบพื้นราบภายใต้การโจมตี จากรังสีคอสมิก เช่น ไอโซโทป ของ อลูมิเนียม, เบริลเลียม, คลอรีน, ไอโอดีน, และ นีออน สารเหล่านี้ได้มีการตรวจพบบนโลก การแตกเป็นเสี่ยงของนิวเคลียสเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ เครื่องเร่งอนุภาค อาจถูกใช้ในการผลิตลำแสงของ นิวตรอน. prompt gamma rays) ออกมาด่วย (ไม่ได้แสดงในภาพ) การแบ่งแยกนิวเคลียส หรือ นิวเคลียร์ฟิชชัน (nuclear fission) ในสาขาฟิสิกส์นิวเคลียร์และเคมีนิวเคลียร์ เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์หรือกระบวนการการสลายกัมมันตรังสีอย่างหนึ่งที่นิวเคลียสของอะตอม แตกออกเป็นชิ้นขนาดเล็ก (นิวเคลียสที่เบากว่า) กระบวนการฟิชชันมักจะผลิตนิวตรอนและโปรตอนอิสระ (ในรูปของรังสีแกมมา) พร้อมทั้งปลดปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมาก แม้ว่าจะเป็นการปลดปล่อยจากการสลายกัมมันตรังสีก็ตาม นิวเคลียร์ฟิชชันของธาตุหนักถูกค้นพบเมื่อวันที่ 17 ธันวาคม 1938 โดยชาวเยอรมัน นายอ็อตโต ฮาห์นและผู้ช่วยของเขา นายฟริตซ์ Strassmann และได้รับการอธิบายในทางทฤษฎีในเดือนมกราคมปี 1939 โดยนาง Lise Meitner และหลานชายของเธอ นายอ็อตโต โรเบิร์ต Frisch.

นิวตรอน

นิวตรอน (neutron) เป็น อนุภาคย่อยของอะตอม ตัวหนึ่ง มีสัญญลักษณ์ n หรือ n0 ที่ไม่มี ประจุไฟฟ้า และมีมวลใหญ่กว่ามวลของ โปรตอน เล็กน้อย โปรตอนและนิวตรอนแต่ละตัวมีมวลประมาณหนึ่งหน่วย มวลอะตอม โปรตอนและนิวตรอนประกอบกันขึ้นเป็น นิวเคลียส ของหนึ่งอะตอม และทั้งสองตัวนี้รวมกันเรียกว่า นิวคลีออน คุณสมบัติของพวกมันถูกอธิบายอยู่ใน ฟิสิกส์นิวเคลียร์ นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนจำนวน Z ตัว โดยที่ Z จะเรียกว่า เลขอะตอม และนิวตรอนจำนวน N ตัว โดยที่ N คือ เลขนิวตรอน เลขอะตอมใช้กำหนดคุณสมบัติทางเคมีของอะตอม และเลขนิวตรอนใช้กำหนด ไอโซโทป หรือ นิวไคลด์ คำว่าไอโซโทปและนิวไคลด์มักจะถูกใช้เป็นคำพ้อง แต่พวกมันหมายถึงคุณสมบัติทางเคมีและทางนิวเคลียร์ตามลำดับ เลขมวล ของอะตอมใช้สัญลักษณ์ A จะเท่ากับ Z+N ยกตัวอย่างเช่น คาร์บอนมีเลขอะตอมเท่ากับ 6 และคาร์บอน-12 ที่เป็นไอโซโทปที่พบอย่างมากมายของมันมี 6 นิวตรอนขณะคาร์บอน-13 ที่เป็นไอโซโทปที่หายากของมันมี 7 นิวตรอน องค์ประกอบบางอย่างจะเกิดขึ้นเองในธรรมชาติโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเพียงหนึ่งตัว เช่นฟลูออรีน (ดู นิวไคลด์ที่เสถียร) องค์ประกอบอื่น ๆ จะเกิดขึ้นโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเป็นจำนวนมาก เช่นดีบุกที่มีสิบไอโซโทปที่เสถียร แม้ว่านิวตรอนจะไม่ได้เป็นองค์ประกอบทางเคมี มันจะรวมอยู่ใน ตารางของนิวไคลด์ ภายในนิวเคลียส โปรตอนและนิวตรอนจะยึดเหนี่ยวอยู่ด้วยกันด้วย แรงนิวเคลียร์ และนิวตรอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความมั่นคงของนิวเคลียส นิวตรอนถูกผลิตขึ้นแบบทำสำเนาในปฏิกิริยา นิวเคลียร์ฟิวชั่น และ นิวเคลียร์ฟิชชัน พวกมันเป็นผู้สนับสนุนหลักใน การสังเคราะห์นิวเคลียส ขององค์ประกอบทางเคมีภายในดวงดาวผ่านกระบวนการฟิวชัน, ฟิชชั่นและ การจับยึดนิวตรอน นิวตรอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ ในทศวรรษหลังจากที่นิวตรอนที่ถูกค้นพบในปี 1932 นิวตรอนถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดการกลายพันธ์ของนิวเคลียส (nuclear transmutation) ในหลายประเภท ด้วยการค้นพบของ นิวเคลียร์ฟิชชัน ในปี 1938 ทุกคนก็ตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่า ถ้าการฟิชชันสามารถผลิตนิวตรอนขึ้นมาได้ นิวตรอนแต่ละตัวเหล่านี้อาจก่อให้เกิดฟิชชันต่อไปได้อีกในกระบวนการต่อเนื่องที่เรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ เหตุการณ์และการค้นพบเหล่านี้นำไปสู่​​เครื่องปฏิกรณ์ที่ยั่งยืนด้วยตนเองเป็นครั้งแรก (Chicago Pile-1, 1942) และอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรก (ทรินิตี้ 1945) นิวตรอนอิสระหรือนิวตรอนอิสระใด ๆ ของนิวเคลียสเป็นรูปแบบหนึ่งของ การแผ่รังสีจากการแตกตัวเป็นไอออน ดังนั้นมันจึงเป็นอันตรายต่อชีวภาพโดยขึ้นอยู่กับปริมาณที่รับ สนาม "พื้นหลังนิวตรอน" ขนาดเล็กในธรรมชาติของนิวตรอนอิสระจะมีอยู่บนโลก ซึ่งเกิดจากมิวออนรังสีคอสมิก และจากกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติขององค์ประกอบที่ทำฟิชชันได้ตามธรรมชาติในเปลือกโลก แหล่งที่ผลิตนิวตรอนโดยเฉพาะเช่นเครื่องกำเนิดนิวตรอน, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อการวิจัยและแหล่งผลิตนิวตรอนแบบสปอลเลชัน (Spallation Source) ที่ผลิตนิวตรอนอิสระสำหรับการใช้งานในการฉายรังสีและในการทดลองการกระเจิงนิวตรอน คำว่า "นิวตรอน" มาจากภาษากรีก neutral ที่แปลว่า เป็นกลาง เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เป็นผู้ตั้งทฤษฎีการมีอยู่ของนิวตรอนเมื่อปี ค.ศ. 1920 โดยเขาพบว่าอะตอมของธาตุทุกชนิด เลขมวลจะมีค่าใกล้เคียงกับ 2 เท่าของเลขอะตอมเสมอ จึงสันนิษฐานได้ว่ามีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งที่ยังไม่ถูกค้น.

การแตกเป็นเสี่ยง (ฟิสิกส์)และนิวตรอน · การแบ่งแยกนิวเคลียสและนิวตรอน · ดูเพิ่มเติม »

ไอโซโทป

แสดงไอโซโทปของไฮโดรเจนที่เกิดในธรรมชาติทั้งสามตัว ความจริงที่ว่าแต่ละไอโซโทปมีโปรตอนเพียงหนึ่งตัว ทำให้พวกมันทั้งหมดเป็นไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน นั่นคือ ตัวตนของไอโซโทปถูกกำหนดโดยจำนวนของนิวตรอน จากซ้ายไปขวา ไอโซโทปเป็นโปรเทียม (1H) ที่มีนิวตรอนเท่ากับศูนย์, ดิวเทอเรียม (2H) ที่มีนิวตรอนหนึ่งตัว, และ ทริเทียม (3H) ที่มีสองนิวตรอน ไอโซโทป (isotope) เป็นความแตกต่างขององค์ประกอบทางเคมีที่เฉพาะเจาะจงของธาตุนั้นซึ่งจะแตกต่างกันในจำนวนของนิวตรอน นั่นคืออะตอมทั้งหลายของธาตุชนิดเดียวกัน จะมีจำนวนโปรตอนหรือเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน ส่งผลให้เลขมวล(โปรตอน+นิวตรอน)ต่างกันด้วย และเรียกเป็นไอโซโทปของธาตุนั้น.

การแตกเป็นเสี่ยง (ฟิสิกส์)และไอโซโทป · การแบ่งแยกนิวเคลียสและไอโซโทป · ดูเพิ่มเติม »

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

แกนของ CROCUS, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กที่ใช้สำหรับการวิจัยที่ EPFL ในประเทศสวิสเซอร์แลนด์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (Nuclear Reactor) เป็นอุปกรณ์ที่ก่อกำเนิดและควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ลูกโซ่ (Nuclear chain reaction) อย่างยั่งยืน มันถูกนำมาใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าและในการขับเคลื่อนเรือ ความร้อนจากนิวเคลียร์ฟิชชั่นถูกส่งไปให้กับของเหลว (น้ำหรือก๊าซ) ให้เป็นตัวทำงาน (working fluid) ของเหลวความร้อนสูงจะไหลไปหมุนกังหันเพื่อหมุนใบพัดเรือหรือหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไอน้ำที่สร้างโดยนิวเคลียร์ในหลักการสามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนในกระบวนการอุตสาหกรรมหรือสำหรับให้ความร้อนชุมชน (district heating) เครื่องปฏิกรณ์บางเครื่องใช้ในการผลิตไอโซโทปสำหรับการใช้งานทางการแพทย์และอุตสาหกรรมหรือผลิตพลูโตเนียมสำหรับทำอาวุธ บางเครื่องก็ใช้สำหรับงานวิจัยเท่านั้น ทุกวันนี้มีประมาณ 450 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าในประมาณ 30 ประเทศทั่วโลก.

การแตกเป็นเสี่ยง (ฟิสิกส์)และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ · การแบ่งแยกนิวเคลียสและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ · ดูเพิ่มเติม »