Page 21 - ฟิสิกส์นิวเคลียร์

20

199 Hg + H → 197 Au + He
2
4
2
80
79
1
2
1
198 Hg + n → 197 Au + H
1
80
0
79
1
198 Hg + γ → 197 Au + H
80
79
1
ปฏิกิริยาเหล้านี้จะเกิดขึ้นได้ต้องยิงอนุภาคที่มีพลังงานสูงมากพุ่งชนนิวเคลียสที่เป็นเป้า และในการเร่ง
อนุภาคให้มีพลังงานสูงพอที่จะเกิดปฏิกิริยาดังกล่าวต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง เมื่อเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายในการผลิต
กับมูลค่าของทองค าที่ผลิตได้แล้ว พบว่าไม่คมกับการลงทุนผลิตอย่างไรก็ตามปฏิกิริยานิวเคลียร์ทั้ง 4 ชี้ให้เห็น
ุ้
ว่าความฝันของนักเล่นแร่แปรธาตุในยุคโบราณเป็นจริงแล้ว
นิวเคลียสที่ผลิตได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้น นอกจากจะเป็นนิวเคลียสทองค าแล้วยังมีนิวเคลียสอื่นๆ
ื
ี
ที่น่าสนใจอกคอนิวเคลียสของธาตุที่มีเลขอะตอมมากกว่า 92 ซึ่งนิวเคลียวประเภทนี้ไม่มีในธรรมชาติ เช่น การ
ผลิตนิวเคลียสของธาตุที่มีเลขอะตอม 93 สามารถท าได้โดยการยิงอนุภาคนิวตรอนไปชนนิวเคลียสของ
ยูเรเนียม ดังปฏิกิริยาต่อไปนี้
238 U + n → 239 U + γ
1
92
0
92
0
239 U → 239 Np + −1 e
92
93
ในปัจจุบัน นิวเคลียสที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 93 ขึ้นไปจะถูกผลิตด้วยวิธี้ และนักวิทยาศาสตร์ยังคง
พยายามผลิตธาตุที่มีเลขอะตอมสูงขึ้นไปอีก
ในการวิเคราะห์พลังงานในรูปปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้นพบว่า ในบางปฏิกิริยาจะต้องใช้พลังงานเพื่อให้
เกิดปฏิกิริยา เช่น การแตกตัวของดิวเทอรอนออกเป็นโปรตอนและนิวตรอน ปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อ
ดิวเทอรอนได้รับพลังงาน 2.22 MeV สามารภค านวณหาพลังงานที่ท าให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ เช่น
17
พิจารณาปฏิกิริยา N(α, p) O
14
8
7

N + He → 17 O + H
4
1
14
8
1
2
7

ก่อนเกิดปฏิกิริยา หลังเกิดปฏิกิริยา
14 N มีมวล 14.003074u 17
7 8 O มีมวล 16.999134u
4 He มีมวล 4.002604u 1
2 1 H มีมวล 1.007825u
มวลรวม 18.005678u มวลรวม 18.006959u

มวลรวมหลังเกิดปฏิกิริยามีคามากว่ามวลก่อนเกิดปฏิกิริยาเท่ากับ 0.001281u ซึ่งพลังงานที่เทียบเท่า
่
กับมวลที่แตกต่างนี้จะมีค่าเท่ากับ (0.001281u)(931.5MeV/u) หรือเท่ากับ 1.19 MeV

แสดงว่าในปฏิกิริยานี้ต้องให้พลังงาน ท าได้โดยการยิงอนุภาคแอลฟาพลังงานอย่างน้อย 1.19 MeV

เช้าชนไนโตรเจน-14 สมการของปฏิกิริยาเขียนได้เป็น
14 N + He + 1.19MeV → 17 O + H
4
1
1
2
7
8