หนึ่งในปฏิกิริยาฟิวชั่นที่น่าสนใจคือห่วงโซปฏิกิริยาโปรตอน-โปรตอน นั่นเอง ห่วงโซ่ปฏิกิริยาโปรตอน-โปรตอนจัดเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่ดาวกฤษ์ที่มีขนาดเท่ากับหรือเล็กกว่าดวงอาทิตย์ ซึ่งปฏิกิริยาฟิวชั่นที่เกิดขึ้นจะคายพลังงานออกมาสู่สภาพแวดล้อม ปฏิกิริยาห่วงโซโปรตอน-โปรตอน หรือ P-P Chain เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ประเภทฟิวชั่น คือเป็นปฏิกิริยาที่เกิดการรวมตัวกันของอะตอมที่มีขนาดเล็กหรือน้ำหนักเบา แล้วออกมาเป็นอะตอมของธาตุขนาดใหญ่หรือมีน้ำหนักมากขึ้น โดยที่ผลรวมของเลขอะตอมก่อนและหลังการเกิดปฏิกิริยานั้นมีค่าเท่ากันเสมอ แต่ปฏิกิริยาห่วงโซโปรตอน-โปรตอนเป็นการกล่าวถึงปฏิกิริยาฟิวชั่นของอะตอมไฮโดรเจนสองตัวที่มาเกิดการฟิวชั่นกัน ได้เป็นฮีเลียมอะตอมออกมาเพียงสมการเดียวเท่านั้น  โดยรูปแบบของสมการคือ 21H +21H à32He +10n+3.3 Mev จากสมการด้านบนเป็นสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นของไฮโดรเจนอะตอม 2 อะตอม ที่ชนกันเกิดเป็นฮีเลียมอะตอม แต่ฮีเลียมอะตอมที่เกิดขึ้นมานั้นไม่เสถียรเนื่องจากมีจำนวนนิวตรอนน้อยกว่าปกติ (ปกติฮีเลียมที่เสถียรจะมีนิวตรอนเท่ากับสี่) เนื่องจากสภาพที่ไม่เสถียรของอะตอมฮีเลียมจึงทำให้ปฏิกิริยานี้เกิดการคายพลังงานออกมา ซึ่งปฏิกิริยาห่วงโซโปรตอน-โปรตอนนี้เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ดวงอาทิตย์เนื่องจากดวงอาทิตย์นั้นปกคลุมได้ด้วยกลุ่มแก๊สไฮโดรเจน  และการที่มีจำนวนแก๊สไฮโดรเจนจำนวนมาก ดังนั้นเมื่อแก๊สได้รับแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลจากดวงอาทิตย์  จึงทำให้แก๊สเกิดการวิ่งชนกันและแรงดังกล่าวก็มีค่ามากเพียงพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาห่วงโซโปรตอน-โปรตอนได้ และจากสมการข้างต้นเราจะพบว่าเมื่อเกิดปฏิกิริยาแล้วจะมีการคายพลังงานออกมา  พลังงานนี้เองที่เป็นแหล่งพลังงานหลักของดวงอาทิตย์ ที่ใช้ให้การปล่อยพลังงานมาสู่โลกและดาวในระบบสุริยะจักวาล ปฏิกิริยาห่วงโซโปรตอน-โปรตอน ได้นำเสนอโอย อาร์เธอร์ สแตนลีย์เอ็ดดิงตัน ในปี ค.ศ.1939 ว่าเป็นปฏิกิริยาที่ดวงอาทิตย์ใช้ในการเผาผลาญตัวเอง และในปีค.ศ.1939 เฮนส์ เบ็สท์ ทำการทดลองและนำอธิบายปฏิกิริยาห่วงโซโปรตอน-โปรตอนว่าโปรตอนในปฏิกิริยานั้นหนึ่งตัวจะเกิดการสลายตัวไปเป็นนิวตรอน   ซึ่งโปรตอนตัวนี้จะเกิดการฟิวชั่นทำให้ได้ดิวเทอเรียมขึ้นมา จากการนำเสนอครั้งนี้ทำให้เฮนส์ เบ็สท์ ได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกข์ และจากสิ่งต่างๆ ที่ได้อธิบายไปทั้งหมดนี้ก็น่าจะทำให้หลายๆ คนเข้าใจในเรื่องของ ปฏิกิริยาห่วงโซโปรตอน-โปรตอน หรือ […]

Read More »

โปรตอนเป็นอนุภาคมูลฐานหรือพื้นฐานของอะตอมทุกชนิดบนโลกนี้ โดยโปรตอนจะอยู่รวมกับนิวตรอนที่บริเวณนิวเคลียสของอะตอมเรียกว่า “นิวคลีออน”  และนิวคลีออนนี้จะตั้งอยู่บริเวณตรงกลางของอะตอม โดยมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่รอบนิวคลีออนเราเรียกโครงสร้างนี้ว่าอะตอมนั่นเอง จำนวนโปรตอนที่มีอยู่ในอะตอมจะมีจำนวนเท่ากับอิเล็กตรอนในโมเลกุลที่เสถียร โปรตอนมีความสำคัญเป็นอย่างมากเพราะโปรตอนเป็นสารที่ทำการยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนไว้ด้วยประจุไฟฟ้า เนื่องจากโปรตอนมีประจุไฟฟ้าที่เป็นบวกรวมตัวกับนิวตรอนที่มีประจุไฟฟ้าที่เป็นกลาง โปรตอนจึงมีหน้าที่เป็นตัวทำประจุให้แก่นิวคลีออนนั่นเอง และเป็นตัวสร้างแรงจับหรือยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนที่มีประจุเป็นลบไว้เกิดเป็นอะตอมขึ้นมา นอกจากจะเป็นตัวยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนแล้วโปรตอนยังเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าให้แก่อะตอมด้วย โดยถ้าจำนวนโปรตอนในอะตอมมากกว่าจำนวนอิเล็กตรอนอะตอมจะมีค่าประจุไฟฟ้าเป็นบวก แต่ถ้ามีจำนวนโปรตอนน้อยกว่าจำนวนอิเล็กตรอนจะมีค่าประจุไฟฟ้าเป็นลบ นอกจากจะเป็นตัวระบุคุณสมบัติทางไฟฟ้าแล้วยังเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีอีกด้วยคือ สำหรับสสารที่มีจำนวนโปรตอนมากกว่าจำนวนอิเล็กตรอนแสดงว่าสสารนั้นมีคุณสมบัติเป็นกรด คือเป็นสสารที่พร้อมจ่ายโปรตอน แต่สำหรับสสารที่มีจำนวนโปรตอนน้อยกว่าอิเล็กตรอนแสดงว่าสสารนั้นมีคุณสมบัติเป็นเบส คือเป็นสสารที่ต้องการโปรตอนนั่นเอง นอกจากนี้จำนวนโปรตอนยังใช้เป็นตัวหาชนิดของธาตุได้ เพราะว่าจำนวนโปรตอนมีค่าเท่ากับเลขอะตอมและจำนวนโปรตอนรวมกับจำนวนนิวตรอนมีค่าเท่ากับมวลอะตอม และค่าเลขอะตอมและมวลอะตอมเป็นค่าเฉพาะตัวของแต่ละธาตุ ดังนั้นเมื่อเราทราบจำนวนโปรตอนของธาตุโดยที่ไม่รู้ชนิดของธาตุเราจะสามารถระบุชนิดของธาตุได้ เช่น เราทราบธาตุ X มีจำนวนโปรตอนเท่ากับ 12 และมีเลขอะตอมเท่ากับ 23 แสดงว่าธาตุนั้นคือ Mg แมกนีเซียมนั่นเอง นอกจากนั้นเรายังใช้โปรตอนในการสร้างพลังงานอีกด้วย จากการทำปฏิกิริยาฟิชชั่นและฟิวชั่นของอะตอมเพื่อทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโปรตอนในอะตอมเมื่อการเปลี่ยนแปลงของโปรตอน ในบางปฏิกิริยานั้นก็จะเกิดการปล่อยพลังงานออกมา จะเห็นว่าโปรตอนเป็นส่วนที่เล็กที่สุดของอะตอม แต่ทว่าส่วนที่เล็กที่สุดนี้เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดเช่นเดียวกัน เพราะโปรตอนเพียงชนิดเดียวสามารถทำให้เราทราบถึงคุณสมบัติต่างของธาตุและอะตอมได้ทั้งหมดเรียกได้ว่าถึงจะเล็กแต่เล็กพริกขี้หนูขนานแท้ และด้วยความสำคัญต่างๆ ที่ได้กล่าวมาทั้งหมดนี้ทำให้เหล่าบรรดานักวิทยาศาสตร์เองต่างก็ให้ความสนใจในตัวของอนุภาคโปรตอนเป็นอย่างมาก เราจึงมักจะได้ยินคำนี้อยู่บ่อยๆ ในเชิงวิทยาศาสตร์และมันก็เป็นสิ่งที่สร้างความสำคัญให้กับโลกใบนี้ได้อย่างมากมายเลยทีเดียวสำหรับโปรตอน

Read More »

โครงสร้างของอะตอมจะมีนิวเคลียสอยู่ตรงกลางโดยนิวเคลียสจะประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน  โดยนิวเคลียสจะมีประจุเป็นบวก และมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่รอบๆนิวเคลียสโดยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะมีการเคลื่อนในหลายระดับพลังงานและ อิเล็กตรอนยังเคลื่อนที่สลับไปสลับมาระหว่างระดับพลังงานได้ด้วย อย่างไรก็ตามได้มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนให้ข้อมูลโครงสร้างของอะตอมเอาไว้ ดังนี้ แบบจำลองของจอห์น ดอลตัน จอห์น ดอลตันเป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เสนอทฤษฏีของอะตอมโดยการทดลองได้ข้อสรุปที่ว่า สารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กที่สุด เรียกว่า อะตอม อะตอมนี้เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดและไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีคุณสมบัติเหมือนกันทุกประการ ธาตุสามารถรวมตัวกันตั่งแต่สองตัวขึ้นไป การรวมตัวของธาตุเกิดเป็นสารประกอบ โดยอัตราการรวมตัวกันจะเป็นอัตราส่วนที่เป็นตัวเลขอย่างง่าย แบบจำลองของทอมสัน ทอมสันเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ทำการทดลองและค้นพบอิเล็กตรอนเป็นคนแรก และเป็นได้บอกว่าอะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม จากการที่ทอมสันค้นพบอิเล็กตรอนว่าเป็นส่วนประกอบของอะตอม จึงกล่าวว่าอะตอมไม่ใช่อนุภาคที่เล็กที่สุดแต่ อะตอมยังมีอนุภาคมูลฐานคือ อิเล็กตรอน โปรตอนและอนุภาคอื่นๆอีกด้วย อนุภาคของอิเล็กตรอนและโปรตอนจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอภายในอะตอม และในอะตอมที่เป็นกลางจะมีอิเล็กตรอนที่มีค่าประจุไฟฟ้าเป็นลบ เท่ากับจำนวนโปรตอนที่มีค่าประจุไฟฟ้าเป็นบวก แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด รัทเทอร์ฟอร์ดได้กล่าวว่า อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอนที่ค่าประจุบวกอยู่ตรงกลางของนิวเคลียส ทำให้นิวเคลียสมีประจุเป็นบวก และมีอิเล็กตรอนซึ่งมีค่าประจุเป็นลบเคลื่อนที่อยู่รอบรอบนิวเคลียส แต่จากการทดลองพบว่าน้ำหนักของนิวเคลียสที่ได้นั้นมากกว่าน้ำหนักของโปรตอนแสดงว่าในนิวเคลียสจะต้องมีอนุภาคชนิดอื่นอยู่ด้วย แต่อนุภาคชนิดนั้นจะไม่มีค่าประจุ เรียกว่ามีค่าประจุเป็นกลาง และมีมวลใกล้เคียงกับมวลของโปรตอนด้วย แบบจำลองของนิวส์โบร์ นีลส์โบร์ได้ศึกษาเกี่ยวกับการเรียงของอิเล็กตรอนในอะตอม โดยศึกษาเกี่ยวกับสเปกตรัมของอะตอม ทำให้ทราบว่าภายในอะตอมมีการจัดระดับพลังงานเป็นชั้นๆ และในแต่ละชั้นก็จะมีอิเล็กตรอนอาศัยอยู่ และได้ทำการศึกษาต่อเพื่อหาดูว่าในแต่ละชั้นนั้นมีอิเล็กตรอนอาศัยอยู่กี่ตัว จากการทดลองนีลส์โบร์ได้สรุปว่า อะตอมจะมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบๆนิวเคลียสเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นจะมีค่าพลังงานเฉพาะตัวที่แตกต่างกัน โดยอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุดจะมีระดับพลังงานที่ต่ำที่สุด และอิเล็กตรอนที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้นระดับพลังงานก็จะสูงขึ้นเรื่อยๆ โดยใช้สัญลักษณ์ว่า ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้นิวเคลียสมากที่สุด คือ n=1 ระดับพลังถัดไปคือ […]

Read More »

เมื่อกล่าวถึงโปรตอน เราทุกคนต้องรู้จักกันเป็นอย่างดี โปรตอนเป็นภาษากรีก มีความหมายว่า ตัวแรก เพราะโปรตอนเป็นองค์ประกอบตัวแรกที่ค้นพบของนิวเคลียสและเป็นองค์ประกอบมูลฐานของอะตอมอีกด้วย  โปรตอนได้รับการค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อว่า ออยเกน โกลด์ชไตน์ (Eugene  Goldstein) ในปี 1989-1920 จาการทดลองเกี่ยวกับหลอดรังสีแคโทดและแอโนด โปรตอน(Proton) คืออนุภาคมูลฐานของอะตอม คือเป็นองค์ประกอบของนิวเคลียสในอะตอมนั่นเอง โปรตอนจะรวมตัวกับนิวตรอนอยู่ตรงกลางของนิวเคลียส เรียกว่า “นิวคลีออน”  โปรตอนมีคุณสมบัติทางประไฟฟ้าเป็นบวกมีค่าประจุมูลฐานเท่ากับ +1e  มีน้ำหนักประมาณ 1.67 × 10-27 กิโลกรัมและมีขนาดของประจุ 1.6×10-19 คลูลอมบ์ จำนวนโปรตอนที่มีอยู่ในอะตอมจะมีจำนวนเท่ากับอิเล็กตรอนในโมเลกุลที่เสถียร โปรตอนมีสัญลักษณ์เป็น p หรือ p+ มีคุณสมบัติทางประจุไฟฟ้าเป็นบวก  และมีมวลน้อยกว่ามวลของนิวตรอนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น  ในบางครั้งเราจึงถือว่ามวลของโปรตอนและนิวตรอนนั้นเท่ากัน เนื่องจากค่าความแตกต่างของมวลนั้นน้อยมาก คือโปรตอนมีขนาด 1.0073 และ นิวตรอนมีขนาด 1.0087 เอ.เอ็ม.ยู  จนบางครั้งเราจะถือว่าโปรตอนและนิวตรอนมีขนาดเท่ากัน คือ 1 เอ.เอ็ม.ยู ( 1 มวลอะตอม) ในนิวเคลียสของอะตอมใดๆจะต้องมีโปรตอนอย่างน้อยหนึ่งตัว โปรตอนเป็นชื่อที่ถูกกำหนดให้เป็นชื่อนิวเคลียสของไฮโดรเจน เพราะไฮโดรเจนนั้นมีโปรตอนเพียงหนึ่งตัวเท่านั้น โดยนักวิทยาศาสตร์ […]

Read More »

            เชื่อว่าหลายคนน่าจะเข้าใจในความหมายของคำว่า อนุภาคโปรตอน กันมาบ้างไม่มากก็น้อยว่ามันมีความหมายว่าอย่างไร ถึงกระนั้นก็อาจจะยังไม่รู้ว่าแท้จริงแล้วโปรตอนมีหน้าที่หรือสามารถทำอะไรได้บ้าง วันนี้เรามีคำตอบมาให้ท่าน โปรตอนเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าให้แก่อะตอม โดยเราสามารถระบุคุณสมบัติทางไฟฟ้าให้แก่อะตอมได้โดยดูจากค่าความแตกต่างของโปรตอนและอิเล็กตรอนในอะตอมนั้น   เพราะว่าโปรตอนมีประจุไฟฟ้าเป็นบวกและอิเล็กตรอนมีค่าประจุไฟฟ้าเป็นลบ  เมื่อเกิดความแตกต่างระหว่างโปรตอนและอิเล็กตรอนในอะตอมจะทำให้เกิดคุณสมบัติทางไฟฟ้าขึ้น  โดยถ้าโปรตอนมากว่าอิเล็กตรอน อะตอมจะมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก  แต่ถ้าโปรตอนน้อยกว่าอิเล็กตรอนอะตอมจะมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ  เราใช้หลักการนี้ในการสร้างขั้วแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นมาโดยการทำให้สารสูญเสียโปรตอนเพื่อสร้างประจุไฟฟ้าที่เป็นลบ    นอกจากโปรตอนจะเป็นตัวบ่งบอกประจุไฟฟ้าของอะตอมแล้ว โปรตอนยังเป็นตัวสร้างความเป็นกรดและเบสให้กับสารอีกด้วย  สารที่มีจำนวนโปรตอนมากกว่าอิเล็กตรอนจะมีคุณสมบัติทางเคมีเป็นกรดคือเป็นสารที่พร้อมจ่ายโปรตอนให้กับสารตัวอื่น  แต่ถ้าจำนวนโปรตอนน้อยกว่าจำนวนอิเล็กตรอนสารตัวนั้นจะมีคุณสมบัติทางเคมีเป็นเบส คือเป็นสารที่ต้องการโปรตอนจากสารตัวอื่น  โปรตอนเป็นอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าอิเล็กตรอนมากแต่มีขนาดใกล้เคียงกับนิวตรอน  ดังนั้นเมื่อเราต้องการหาค่ามวลของอะตอมเราจะใช้มวลของโปรตอนและนิวตรอนมาคำนวณหาค่ามวลของอะตอมเท่านั้น  โดยมวลของอะตอมจะเท่ากับมวลของโปรตอนรวมกับนิวตรอน นอกจากโปรตอนจะเป็นตัวที่บ่งบอกคุณสมบัติทางเคมีและไฟฟ้าให้อะตอมแล้ว โปรตอนยังมีหน้าทียึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนให้อยู่ในวงโคจรเพื่อรักษารูปร่างและพลังงานของอะตอมให้มีความเสถียรอีกด้วย ซึ่งความสามารถตรงนี้ถือว่าเป็นจุดเด่นที่สำคัญของอนุภาคโปรตอนในการสร้างหน้าที่ของตัวเองและสร้างความเข้าใจให้กับทุกๆ คนว่าโปรตอนมีหน้าที่ใช้ทำอะไร ซึ่งจากคุณสมบัติดังกล่าวตรงนี้ก็น่าจะเข้าใจกันได้ง่ายขึ้นและเป็นสิ่งที่สามารถหาคำตอบได้ไม่ยากในการทำสิ่งดังกล่าวนี้ อย่างไรก็ตามการศึกษาในเรื่องของโปรตอนนั้นยังเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนให้ความหลงใหลและตั้งข้อสังเกตต่างๆ เอาไว้อีกมากมายไม่แน่ว่าในอนาคตนั้นอาจจะมีนักวิทยาศาสตร์ที่สามารถล่วงรู้ได้ว่าโปรตอนยังสามารถใช้ทำอะไรเพิ่มเติมได้อีก ซึ่งเมื่อถึงจุดนั้นก็ต้องรอดูกันต่อไปว่าแท้จริงแล้วโปรตอนยังคงมีหน้าที่อะไรแอบแฝงอยู่อีกหรือไม่หรือว่ายังมีหน้าที่อะไรที่ในปัจจุบันนี้ยังไม่มีใครรู้อยู่อีกกันแน่ เป็นสิ่งที่น่าสนใจและยังเป็นสิ่งที่ต้องติดตามกันต่อไปว่าจะเป็นอย่างไร

Read More »

ปฏิกิริยานิวเคลียร์คือปฏิกิริยาที่นิวเคลียสของอะตอมชนิดเดียวกันเกิดการชนกันเอง  หรือนิวเคลียสของอะตอมหนึ่งตัวเกิดการชนกันกับอนุภาคย่อยของอีกอะตอมหนึ่ง เมื่อเกิดการชนกันแล้วทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่หนึ่งตัวหรือมากกว่าหนึ่งตัว โดยนิวเคลียสที่เกิดใหม่ต้องมีจำนวนโปรตอน นิวตรอนที่เปลี่ยนแปลงไปจากนิวเคลียสเดิม ปฏิกิริยานิวเคลียร์คือการที่นิวเคลียสของอะตอมชนิดเดียวกัน 2 ตัวขึ้นไปหรือเป็นปฏิกิริยาที่นิวเคลียสของอะตอมถูกชนด้วยอนุภาคย่อยจากภายนอก  แล้วทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่ที่มีการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบหรือระดับพลังงาน หรืออีกนัยหนึ่งคือนิวเคลียสที่เกิดขึ้นใหม่นี้มีการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคภายในนิวเคลียส คือการเพิ่มหรือลดจำนวนโปรตอนและนิวตรอนนั่นเอง ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่ขึ้นมา แต่ในสมการของปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้น ผลรวมของเลขอะตอมก่อนปฏิกิริยานิวเคลียร์จะต้องเท่ากับผลรวมของเลขอะตอมหลังเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์เสมอ นอกจากผลรวมของเลขอะตอมแล้ว ผลรวมของเลขมวลก่อนปฏิกิริยานิวเคลียร์ก็ต้องเท่ากับผลรวมของปฏิกิริยานิวเคลียร์ด้วยเช่นกัน  จากข้อมูลผลรวมของเลขอะตอมและเลขมวลทำให้เราทราบว่าประจุไฟฟ้าในการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้นจะมีค่าคงที่เสมอ และจำนวนของนิวคลีออน ( จำนวนโปรตอนรวมกับจำนวนนิวตรอน) มีค่าคงตัวด้วยเช่นกัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่พบมีมากมายหลายปฏิกิริยาด้วยกัน แต่ที่เราพูดถึงและนำมาทำการศึกษากันมาคือ ปฏิกิริยาฟิชชั่น ( Fission Process) และ ปฏิกิริยาฟิวชั่น ( Fusion Process) โดยเราสามารถอธิบายปฏิกิริยาทั้ง 2 แบบได้ดังนี้ ปฏิกิริยาฟิชชั่น ( Fission Process)  – คือ ปฏิกิริยาที่อะตอมของธาตุที่มีขนาดใหญ่เกิดการแตกตัวเป็นอะตอมของธาตุที่มีขนาดเล็ก 2 อะตอม ซึ่งในกระบวนการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะมีการคายพลังงานออกมาด้วย ปฏิกิริยาฟิวชั่น ( Fusion Process)  – คือปฏิกิริยาที่ตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาฟิชชั่น นั่นคือ เป็นปฏิกิริยาที่อะตอมของธาตุที่มีขนาดเล็กหรือมีธาตุที่มีน้ำหนักเบาสองอะตอมเกิดการรวมตัวกันอะตอมที่มีขนาดใหญ่ขึ้น  ปฏิกิริยาฟิวชั่นนี้จะมีการคายพลังงานหรือดูดพลังงานก็ได้ การหาว่าเป็นการดูดหรือคายพลังงานนั้น […]

Read More »

ปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้นมีอยู่มากมายหลากหลายชนิด แต่ที่เราพูดถึงและนำศึกษากันมากคือ ปฏิกิริยาฟิชชั่น ( Fission Process) และปฏิกิริยาฟิวชั่น ( Fusion Process) ปฏิกิริยาฟิชชั่น ( Fission Process)คือปฏิกิริยาที่อะตอมขนาดใหญ่แตกตัวออกเป็นอะตอมที่มีขนาดสองอะตอมขึ้นไป และปฏิกิริยาฟิวชั่น ( Fusion Process) คือปฏิกิริยาที่อะตอมขนาดเล็กตั้งแต่สองอะตอมขึ้นไปมารวมตัวกันเป็นอะตอมขนาดใหญ่ แต่ในที่นี่เราจะขอกล่าวถึงปฏิกิริยาฟิวชั่นกัน ปฏิกิริยาฟิวชั่น คือปฏิกิริยาที่อะตอมของธาตุที่มีขนาดเล็กหรือมีน้ำหนักเบาตั้งแต่สองอะตอมขึ้นไป ทำการรวมตัวกันหรือชนกันแล้วมีการถ่ายทอดหรือสูญเสียและรับโปรตอนหรือนิวตรอน  และเกิดเป็นอะตอมที่มีขนาดใหญ่หรือหนักขึ้นกว่าเดิม และมีการคายพลังงานหรือดูดซับพลังงานในการเกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นนี้ ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่าการเกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นนั้น นิวคลีออน (จำนวนโปรตอนรวมกับจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียส) ของอะตอมที่เกิดใหม่อย่างน้อยหนึ่งอะตอมจะต้องมีจำนวนที่โปรตอนหรือนิวตรอนในนิวคลีออนของอะตอมตั้งต้นเสมอ  แต่จำนวน โปรตอนและนิวตรอนของทุกอะตอมก่อนเกิดปฏิกิริยาจะต้องเท่ากับจำนวนโปรตอนและนิวตรอนของทุกอะตอมรวมกันหลังเกิดปฏิกิริยาเสมอ  หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือเลขอะตอมและเลขมวลก่อนเกิดปฏิกิริยาต้องมีค่าเท่ากับเลขอะตอมและเลขมวลหลังเกิดปฏิกิริยานั่นเอง ตัวอย่างของการเกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นคือปฏิกิริยาที่ ก๊าชไฮโรเจน 2 ตัว เกิดการชนกันได้เป็นฮีเลียมอะตอมออกมา จากปฏิกิริยาดังกล่าวจะพบว่าเมื่อไฮโดรเจนสองตัวรวมตัวกัน แล้วเกิดเป็นฮีเลียมอะตอมขึ้น แต่ฮีเลียมอะตอมที่เกิดขึ้นนั้นเป็นที่ไม่เสถียรจึงทำให้เกิดการคายพลังงานออกมา ซึ่งปฏิกิริยานี้เป็นตัวอย่างการเกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นชนิดหนึ่ง จากสมการด้านบนเราจะเห็นว่าปฏิกิริยาฟิวชั่นที่เกิดขึ้นนั้น ผลรวมของเลขอะตอมและมวลอะตอมก่อนเกิดปฏิกิริยาและหลังเกิดปฏิกิริยานั้นมีค่าเท่ากัน คือ 4 และปฏิกิริยานี้ยังคายพลังงานออกมา 3.3 MeVอีกด้วย จากการเกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นนี้ ทำให้มีการค้นพบนิวเคลียสที่มีมวลเบากว่าตัวของธาตุไฮโดรเจนเรียกว่า ไอโซโทปของไฮโรเจน โดยนักวิทยาศาสตร์ที่ชื่อว่า มาร์ก โอลิแฟนท์ ในปี […]

Read More »

การสังเคราะห์นิวเคลียสคือการสร้างนิวเคลียสของอะตอมใหม่ขึ้นจากโปรตอนและนิวตรอน (นิวคลีออน) ที่มีอยู่แล้ว โดยมีความเชื่อว่าการสังเคราะห์นิวเคลียสนี้เกิดขึ้นหลังจากการเกิดบิกแบงเพียงไม่กี่นาที จากการที่โปรตอนและนิวตรอนรวมตัวกับอิเล็กตรอนที่เสถียร ทำให้เกิดเป็นนิวเคลียสของไฮโดรเจนและฮีเลียมได้ แต่จำนวนที่เกิดขึ้นนั้นเกิดขึ้นมาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น กล่าวคือการสังเคราะห์นิวเคลียสเกิดขึ้นหลังจากการเกิดบิกแบงเพียงไม่กี่นาทีนั้น โดยที่นิวเคลียสของอะตอมที่เกิดขึ้นนั้นเกิดขึ้นจากโปรตอนและนิวตรอนที่มีอยู่ เป็นโปรตอนที่มีความเสถียร เกิดการรวมตัวกับอิเล็กตรอนที่มีความเสถียรเช่นกัน รวมตัวกันเป็นอะตอมหลังจากที่อุณหภูมิเย็นหลายล้านองศา   โดยโปรตอนและอิเล็กตรอนที่มีความเสถียรได้รวมตัวกันเป็นไฮโดรเจนฮีเลียม ลิเทียมและ แบริเลียม แต่ปริมาณของอะตอมแต่ละชนิดที่เกิดขึ้นนั้นมีปริมาณที่น้อยมาก และกระบวนการที่เกิดการรวมตัวเป็นอะตอมหรือสสารนี้เรียกว่าปฏิกิริยาฟิวชั่น ปฏิกิริยาฟิวชั่นจะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและจะหยุดลงเมื่ออุณหภูมิและความหนาแน่นของโปรตอนและอิเล็กตรอนลดลงจนถึงจุดจุดหนึ่ง ที่พลังงานไม่เพียงพอที่จะไปกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นได้  กระบวนการสักเคราะห์นิวเคลียสที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า กระบวนการนิวคลีโอเจนซีส สำหรับการสังเคราะห์นิวเคลียสของอะตอมของธาตุหนัก จะเกิดหลังจากที่มีซุปเปอร์โนวาและการระเบิดของดาวฤกษ์ที่มีมวลมาก ธาตุที่เกิดในช่วงของการสังเคราะห์นิวเคลียสมีเลขอะตอมตั้งแต่ 6 ไปจนถึง 98 ซึ่งธาตุเหล่านี้สามารถตรวจจับได้ในเส้นสเปกตรัมของซุปเปอร์โนวา การเกิดธาตุที่หนักเหล่านี้เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นและฟิชชั่นในช่วงที่มีการระเบิดหรือช่วงที่มีซุปเปอร์โนว่าเนื่องจากการจะทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นและฟิชชั่นนั้นต้องใช่พลังงานที่สูงมากนั้นเอง ถึงแม้ว่าเมื่อเกิดปฏิกิริยาแล้วจะมีพลังงานออกมาก็ตาม จากกระบวนการฟิวชั่นและฟิชชั่นนี้ในบางครั้งก็มีการปล่อยพลังงานออกมาด้วย หลักการการสังเคราะห์นิวเคลียสเป็นทฤษฏีที่คาดคิดมีการเกิดขึ้นจริงเมื่อนานหลายล้านล้านปีก่อน เป็นการกำเนิดของโลกและของดาวฤกษ์ แต่ก็ยังไม่มีนักวิทยาศาสตร์ท่านใดออกมายืนยันอย่างชัดเจน แต่ก็เป็นทฤษฏีที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในปัจจุบัน จากการศึกษาดังกล่าวทำให้เราได้ค้นพบในเรื่องของการสังเคราะห์นิวเคลียสว่ามีลักษณะเป็นอย่างไร ซึ่งเรื่องต่างๆ เหล่านี้ไม่ใช่เพียงแค่นักวิทยาศาสตร์เพียงอย่างเดียวเท่านั้นที่จะรับรู้ คนทั่วๆ ไปเองก็ควรที่จะมีการศึกษาและเรียนรู้ในภาคทฤษฎีเบื้องต้นว่าสิ่งเหล่านี้มันเป็นอย่างไรและมีความเกี่ยวข้องกับตัวเราเองอย่างไรบ้าง เพราะในความเป็นจริงนั้นเรื่องของวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งที่อยู่รอบตัวเราทั้งสิ้นขึ้นอยู่กับว่าจะเลือกนำมาใช้กับตัวเองเพื่อให้เกิดประโยชน์มากที่สุดได้ดีแค่ไหน เพราะสิ่งเหล่านี้ล้วนแล้วแต่เป็นสิ่งที่มีประโยชน์ทั้งสิ้น

Read More »

ตามความเชื่อในสมัยก่อนว่าอะตอมเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของสสารหรือธาตุ แต่ต่อมาได้มีการค้นพบว่าอะตอมยังมีองค์ประกอบภายในที่สามารถแยกออกมาได้อีก อะตอมจัดเป็นองค์ประกอบขั้นพื้นฐานของธาตุและสะสาร ธาตุแต่ละชนิดสามารถประกอบด้วยอะตอมมากกว่าหนึ่งตัวได้ เรามาทำความรู้จักกับอะตอมกันว่าจริงๆ แล้วประกอบไปด้วยอะไรบ้างที่จะทำให้เข้าใจในความเป็นอะตอมมากขึ้น อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลมประกอบด้วยอนุมูลภาคขนาดเล็ก 3 ชนิดด้วยกัน คือ โปรตอน ( Proton)ที่มีมวลประมาณ 1.6726×10−27 kg นิวตรอน ( Neotron )ที่มีมวลประมาณ 1.6929×10−27 kg    และ อิเล็กตรอน  ( Electron)ที่มีมวลประมาณ 9.11×10−31 kg  โดยที่โปรตอนและนิวตรอนจะรวมกันอยู่บริเวณกึ่งกลางของอะตอมเป็นนิวเคลียส เรียกว่า นิวคลีออน  และจะมีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่โดยรอบโปรตอนและนิวตรอน โดยอนุภาคเหล่านี้จะยึดกันด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงนิวเคลียร์ สำหรับอะตอมที่เป็นอิสระหรืออะตอมจะมีประจุไฟฟ้าเป็นกลางแล้ว  จำนวนโปรตอนที่มีค่าประจุไฟฟ้าเป็นบวกจะต้องมีจำนวนเท่ากับจำนวนเท่ากับอิเล็กตรอนที่มีค่าประจุไฟฟ้าเป็นลบ แต่ถ้าอะตอมมีจำนวนโปรตอนมากว่าจำนวนอิเล็กตรอนอะตอมแล้ว  อะตอมจะคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นบวก   ในทางกลับกันถ้าจำนวนโปรตอนในอะตอมมีจำนวนน้อยกว่าจำนวนอิเล็กตรอนแล้ว อะตอมจะมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นลบ  ส่วนนิวตรอนนั้นมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นกลาง ดังนั้นจำนวนของนิวตรอนจึงไม่ส่งผลทางไฟฟ้าให้แก่อะตอม นอกจากนั้นจำนวนโปรตอนและนิวตรอนของอะตอม ยังสามารถเป็นตัวระบุชนิดของธาตุได้อีกด้วย (อะตอมอิสระ)  เนื่องจากโปรตอนและนิวตรอนมีน้ำหนักสูงมากเมื่อเทียบกับน้ำหนักของอิเล็กตรอน ดังนั้นน้ำหนักของโปรตอนและนิวตรอนจึงเป็นบ่งบอกน้ำหนักของอะตอม หมายถึง มวลอะตอมมีค่าเท่ากับจำนวนโปรตอนรวมกับจำนวนนิวตรอนนั่นเอง  แต่เราไม่นำมวลของอิเล็กตรอนมาคิดด้วยเพราะมวลของอิเล็กตรอนนั้นมีค่ะน้อยมากเมื่อเทียบกับโปรตอนและนิวตรอน  และเลขของอะตอมก็คือจำนวนของโปรตอนในอะตอมนั่นเอง  ดังนั้นถ้าเราทราบหรือรู้ถึงเลขอะตอมและมวลของอะตอม เราก็สามารถที่จะระบุถึงชนิดของอะตอมนั้นได้  เช่น  มีธาตุตัวหนึ่งมีค่าเลขอะตอมมีค่าเท่ากับ 12 และมีมวลอะตอมเท่ากับ 24  แสดงว่าธาตุตัวนี้มีจำนวนโปรตอนเท่ากับเลขอะตอม […]

Read More »

บนโลกใบนี้มีนักวิทยาศาสตร์เก่งๆ ที่ค้นพบสิ่งต่างๆ ได้อยู่มากมาย ซึ่งสิ่งเหล่านั้นก็ได้ช่วยพัฒนาความเจริญและสร้างความรู้ให้กับมนุษย์ทุกคนบนโลกใบนี้มาอย่างยาวนานหลายศตวรรษ เรียกว่าการค้นพบอะไรแต่ละครั้งนั้นล้วนเป็นสิ่งที่ยิ่งใหญ่และมีค่าต่อมวลมนุษยชาติอยู่เสมอ เช่นเดียวกับชายที่ชื่อว่า ออยเกน โกลด์ชไตน์ ผู้ที่ได้ทำการค้นพบสิ่งสำคัญบนโลกใบนี้อย่าง โปรตอน ขึ้นมา และนั่นเองก็ทำให้ชื่อเสียงของเขากลายเป็นที่รู้จักและเป็นบุคคลสำคัญคนหนึ่งของโลกเลยทีเดียว ออยเกน โกลด์ชไตน์ เกิดเมื่อวันที่ 12 กันยายน ค.ศ. 1850 ที่แคว้นซิลิเซีย หรือในปัจจุบันก็คือเมือง กลิวิซ ประเทศโปแลนด์ นั่นเอง ทว่าเขาก็มีโอกาสได้สัญชาติเยอรมัน และกลายเป็นชาวเยอรมันไปในที่สุด เขาได้รับการศึกษาที่ Potsdam Observatory ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1878 – 1890 ทว่าเขาเองนั้นกลับใช้เวลาส่วนใหญ่ในการทำงานของเขาที่หอทสดัม และก็ได้กลายเป็นหัวหน้าส่วน Astrophysical ในปี ค.ศ. 1927 ในปี ค.ศ. 18666 ออยเกน โกลด์ชไตน์ ก็ได้มีการทดลองโดยเขาได้ทำการเจาะรูที่ขั้วแคโทดที่อยู่ในหลอดรังสีแคโทด เขาได้ค้นพบว่าเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในหลอดรังสีแคโทดจะมีอนุภาคอยู่ประเภทหนึ่งที่มีการเคลื่อนที่ในลักษณะของเส้นตรงแต่เคลื่อนที่ในทิศทางที่ตรงข้ามกันกับการเคลื่อนที่ของรังสีแคโทดผ่านบริเวณรูของขั้วแคโทด นั่นส่งผลให้บริเวณฉากหลังของขั้วแคโทดนั้นเกิดการเรืองแสงขึ้นมาได้ ซึ่งทางด้านของ ออยเกน โกลด์ชไตน์ ก็ได้มีการตั้งชื่อเอาไว้ว่า “รังสีแคแนล” (Canal Ray) […]

Read More »