พลังงานการสลายตัว

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

พลังงานการสลายตัว (decay energy) เป็นพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี การสลายตัวของสารกัมมันตรังสีคือกระบวนการที่Radioactive decay is the process in which an unstable นิวเคลียสอะตอมที่ไม่เสถียรสูญเสียพลังงานโดยปล่อยอนุภาคอิออนและรังสี การสลายหรือสูญเสียพลังงานนี้ เป็นผลในอะตอมรูปแบบหนึ่งนิวไคลด์ต้นกำเนิดเปลี่ยนเป็นอะตอมอีกรูปแบบที่เรียกว่านิวไคลด์ลูก

การคำนวณ[แก้]

ความต่างของพลังงานของรีเอเจนต์เขียนแทนด้วย Q:

Q = (\text{Kinetic energy})_{\text{after}} - (\text{Kinetic energy})_{\text{before}}\,\!
Q = ((\text{Rest mass})_{\text{after}} * c^2) - ((\text{Rest mass})_{\text{before}} * c^2)\,\!

พลังงานการสลายตัวปกติมีหน่วยพลังงานเป็น MeV (ล้านอิเล็กตรอนโวลต์) หรือ KeV (กิโลอิเล็กตรอนโวลต์)

รูปแบบของการสลายตัวของสารกัมมันตรังสียังรวมถึง

พลังงานการสลายตัวเป็นมวลที่แตกต่าง (dm) ระหว่างต้นกำเนิดและลูกของอะตอมและอนุภาค จะเท่ากับพลังงานของรังสี (E) ถ้า A เป็นอัตราการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี คือจำนวนของอะตอมที่เปลี่ยนแปลงต่อเวลา M คือมวลโมเลกุล แล้ว พลังงานการแผ่รังสี (W) คือ:

W = dm * \left ( \frac{A}{M} \right )\,\! หรือ W = E * \left ( \frac{A}{M} \right )\,\!

ตัวอย่าง: โคบอลต์-60สลายกลายเป็น Ni60 ความแตกต่างของมวล dm คือ 0.003u พลังงานการแผ่รังสีมีค่าประมาณ 2.8 MeV น้ำหนักโมเลกุลคือ 59.93 ครึ่งชีวิต (T) ของ 5.7a สอดคล้องกับการสลายตัว A=N*ln(2)/T, เมื่อ N คือจำนวนอะตอมต่อโมล ดังนั้นพลังงานการแผ่รังสีหนึ่งหน่วยสำหรับ Co60 คือ 17.9 W/g

พลังงานการแผ่รังสี W/g สำหรับไอโซโทปต่างๆ:

Co60: 17.9
Pu238: 0.57
Cs137: 0.6
Am241: 0.1
Po210: 140 (T=136 d)
Sr90: 0.9

อ้างอิง[แก้]

Radioactivity Radionuclides Radiation by Joseph Magill and Jean Galy, Springer Verlag, 2005

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]