ฟิชชันเกิดเองและไอโซโทป

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ฟิชชันเกิดเองและไอโซโทป

ฟิชชันเกิดเอง vs. ไอโซโทป

ฟิชชันเกิดเอง (Spontaneous fission, SF) เป็นรูปแบบของลักษณะการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีของไอโซโทปหนัก ตามหลักทฤษฎีแล้ว เป็นไปได้ที่จะเกิดกับนิวเคลียสอะตอมที่มีมวลมากกว่าหรือเท่ากับ 100 หน่วยมวลอะตอม (u) นั่นคือ ธาตุที่อยู่ใกล้กับรูทีเนียม อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติแล้ว ฟิชชันเกิดเองจะเกิดได้เมื่อมวลอะตอมมากกว่า 230 u (ธาตุที่อยู่ใกล้กับทอเรียม) ธาตุที่ไวต่อฟิชชันเกิดเองจะเป็นธาตุแอกทิไนด์เลขอะตอมสูง เช่น เมนเดลีเวียม และ ลอว์เรนเซียม, และธาตุทรานส์-แอกทิไนด์ เช่น รัทเทอร์ฟอร์เดียม สำหรับยูเรเนียมและทอเรียม รูปแบบฟิชชันเกิดเองสามารถเกิดขึ้นได้ แต่ไม่พบว่าเป็นส่วนมากของการสลายกัมตรังสี ทั่วจะถูกละเลย ยกเว้นต้องการการพิจารณาของอัตราการแตกกิ่ง (branching ratio) เมื่อกำหนดภาวะของตัวอย่างที่ประกอบไปด้วยธาตุเหล่านี้ เกณฑ์ฟิชชันเกิดเองสามารถประมาณค่าด้วยสมการ: เมื่อ Z คือเลขอะตอม และ A คือเลขมวล (นั่นคือ 235 สำหรับ U-235) ฟิชชันเกิดเองให้ผลคล้ายกับนิวเคลียร์ฟิชชันซึ่งเกิดจากการถูกชน อย่างไรก็ตามฟิชชันเกิดเองก็เหมือนกับรูปแบบอื่นของการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีที่เกิดจาก quantum tunneling โดยปราศจากการปะทะอะตอมโดยนิวตรอนหรืออนุภาคอื่นในนิวเคลียร์ฟิชชันซึ่งเกิดจากการถูกชน ฟิชชันเกิดเองจะปลดปล่อยนิวตรอนเหมือนกับฟิชชันทั่วไป ดังนั้นเมื่อเกิดมวลวิกฤติ ฟิชชันเกิดเองก็จะเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ ยิ่งไปกว่านั้น ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีสำหรับฟิชชันเกิดเองเป็นรูปแบบการสลายที่สำคัญที่อาจเป็นต้นกำเนิดนิวตรอน แคลิฟอร์เนียม-252 (ครึ่งชีวิต 2.645 ปี, SF branch ratio 3.09%) ถูกนำมาใช้ในจุดประสงค์นี้บ่อยๆ ตราบเท่าที่การแตกตัวของนิวเคลียสของอะตอมให้การลดทอนเพียงเล็กน้อยของผลรวมของนิวเคลียสนั้นสามารถเกิดฟิชชันเกิดเองได้ กระบวนการนี้คือกระบวนการป้วส์ซอง (Poisson process): สำหรับช่วงเวลาสั้นๆความน่าจะเป็นของฟิชชันเกิดเองเป็นสัดส่วนต่อความยาวของช่วงเวลา ฟิชชันเกิดเองของยูเรเนียม-238 ทำให้เกิดร่องรอยในแร่ที่มียูเรเนียมอยู่ตามการถดถอยของชิ้นส่วนการแบ่งแยกตัวตลอดโครงสร้างผลึก ร่องรอยนี้หรือ รอยแบ่งแยกนิวเคลียส (fission tracks) ซึ่งเป็นพื้นฐานการตรวจหาอายุจากกัมมันตภาพรังสี (radiometric dating) ซึ่งเป็นเทคนิคที่เรียกว่าการหาอายุจากรอยแบ่งแยกนิวเคลียส (fission track dating). 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.

มวลอะตอม

อะตอมของ ลิเทียม-7 ที่ทันสมัยประกอบไปด้วย 3 โปรตอน 4 นิวตรอน และ 3 อิเล็กตรอน (มวลของอิเล็กตรอนทั้งหมดจะเป็น ~1/4300 ของมวลของนิวเคลียส) มันมีมวล 7.016 u ลิเทียม-6 ที่หายากในธรรมชาติ (มวล 6.015 u) มีนิวตรอนเพียง 3 ตัว เป็นผลให้มวลอะตอม (เฉลี่ย) ลดลงเหลือเพียง 6.941 u มวลอะตอม (ma) (อังกฤษ: Atomic mass) คือมวลของอนุภาคของอะตอมหรืออนุภาคย่อยของอะตอมหรือโมเลกุลของธาตุใด ๆ มีหน่วยเป็น หน่วยมวลอะตอมหรือเอเอ็มยู (unified Atomic Mass Unit - UAMU) หรือแค่ "u" โดย 1 u มีค่าเท่ากับ 1/12 ของมวลของหนึ่งอะตอมนิ่งของคาร์บอน-12 หรือ 1.66 x 10-24 กรัม โดยน้ำหนักนี้เทียบมาจาก 1 อะตอมของไฮโดรเจน หรือ 1/16 ของ 1 อะตอมของออกซิเจน สำหรับอะตอมทั่วไป มวลของโปรตอนและนิวตรอนเกือบจะเป็นมวลทั้งหมดของอะตอม และมวลอะตอมที่มีค่าเป็น u เกือบจะเป็นค่าเดียวกับเลขมวล.

ฟิชชันเกิดเองและมวลอะตอม · มวลอะตอมและไอโซโทป · ดูเพิ่มเติม »

ยูเรเนียม

ูเรเนียม (Uranium) คือธาตุที่มีหมายเลขอะตอม 92 และสัญลักษณ์คือ U เป็นธาตุโลหะหนักกัมมันตรังสี ตามธรรมชาติมีลักษณะสีเงินวาว อยู่ในกลุ่มแอกทิไนด์ (actinide group) ไอโซโทป U-235 ใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และอาวุธนิวเคลียร์ ตามธรรมชาติพบยูเรเนียมในปริมาณเล็กน้อยในหิน ดิน น้ำ พืช และสัตว์ รวมทั้งมนุษย์ด้วย ครึ่งชีวิตของธาตุยูเรเนียมคือ 4,500 ล้านปี (U-238).

ฟิชชันเกิดเองและยูเรเนียม · ยูเรเนียมและไอโซโทป · ดูเพิ่มเติม »

เลขมวล

ลขมวล (mass number, A), หรือ เลขมวลอะตอม หรือ เลขนิวคลีออน เป็นผลรวมของจำนวนโปรตอนและนิวตรอน (โปรตอนและนิวตรอมเรียกรวมกันว่านิวคลีออน) ในนิวเคลียสอะตอม เพราะโปรตอนและนิวตรอนต่างก็เป็นแบริออน เลขมวล A ก็คือเลขแบริออน B ของนิวเคลียสของอะตอมหรือไอออน เลขมวลจะต่างกันถ้าเป็นไอโซโทปที่ต่างกันของธาตุเคมี เลขมวลไม่เหมือนกับเลขอะตอม (Z) ที่แสดงถึงจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสและสามารถใช้ระบุบธาตุได้ ดังนั้นค่าที่ต่างกันระหว่างเลขมวลและเลขอะตอมจะบ่งบอกถึงจำนวนนิวตรอน (N) ในนิวเคลียส: N.

ฟิชชันเกิดเองและเลขมวล · เลขมวลและไอโซโทป · ดูเพิ่มเติม »

เลขอะตอม

เลขอะตอม (atomic number) หมายถึงจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้นๆ หรือหมายถึงจำนวนอิเล็กตรอนที่วิ่งวนรอบนิวเคลียสของอะตอมที่เป็นกลาง เช่น ไฮโดรเจน (H) มีเลขอะตอมเท่ากับ 1 เลขอะตอม เดิมใช้หมายถึงลำดับของธาตุในตารางธาตุ เมื่อ ดมิทรี อีวาโนวิช เมนเดลีเยฟ (Dmitry Ivanovich Mendeleev) ทำการจัดกลุ่มของธาตุตามคุณสมบัติร่วมทางเคมีนั้น เขาได้สังเกตเห็นว่าเมื่อเรียงตามเลขมวลนั้น จะเกิดความไม่ลงรอยกันของคุณสมบัติ เช่น ไอโอดีน (Iodine) และเทลลูเรียม (Tellurium) นั้น เมื่อเรียกตามเลขมวล จะดูเหมือนอยู่ผิดตำแหน่งกัน ซึ่งเมื่อสลับที่กันจะดูเหมาะสมกว่า ดังนั้นเมื่อเรียงธาตุในตารางธาตุตามเลขอะตอม ตารางจะเรียงตามคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ เลขอะตอมนี้ถึงแม้โดยประมาณ แล้วจะแปรผันตรงกับมวลของอะตอม แต่ในรายละเอียดแล้วเลขอะตอมนี้จะสะท้อนถึงคุณสมบัติของธาตุ เฮนรี โมสลีย์ (Henry Moseley) ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างการกระเจิงของ สเปกตรัมของรังสีเอ็กซ์ (x-ray) ของธาตุ และตำแหน่งที่ถูกต้องบนตารางธาตุ ในปี ค.ศ. 1913 ซึ่งต่อมาได้ถูกอธิบายด้วยเลขอะตอม ซึ่งอธิบายถึงปริมาณประจุในนิวเคลียส หรือ จำนวนโปรตอนนั่นเอง ซึ่งจำนวนของโปรตอนนี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ หมวดหมู่:อะตอม ลเขอะตอม ลเขอะตอม.

ฟิชชันเกิดเองและเลขอะตอม · เลขอะตอมและไอโซโทป · ดูเพิ่มเติม »