Page 23 - ฟิสิกส์นิวเคลียร์

22

20.6.1 ฟิชชัน

เราสามารถท าให้นิวเคลียสของยูเรเนียม-235 แตกตัวออกเป็นสองนิวเคลียสใหม่ที่มีขนาดใกล้เคียงกัน

ึ้
ซึ่งจะมีพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออนเพิ่มขน เรียกปฏิกิริยาที่นิวเคลียสของธาตุหนักแตกตัวเป็นนิวเคลียส
ขนาดเล็กกว่าว่า ฟิชชัน (fission)

แบ่งธาตุออกตามเลขมวลได้โดยประมาณดังนี้ ธาตุเบา หมายถึง ธาตุที่มีเลขมวลอยู่ในช่วง 1-25
ธาตุขนาดปานกลาง หมายถึง ธาตุที่มีเลขมวลอยู่ในช่วง 25-150 และธาตุหนัก หมายถึง ธาตุที่มีเลขมวล

ตั้งแต่ 150 ขึ้นไป

การศึกษาฟิชชันนี้ เริ่มจากการที่รัทเทอร์ฟอร์ดพบว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นได้โดยการยิงอนุภาค
หนึ่งให้เข้าชนนิวเคลียสของธาตุ ต่อมา เฟร์มี นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีได้พยายามผลิตธาตุที่หนักว่า

ยูเรเนียม โดยยิงนิวตรอนไปชนนิวเคลียสของยูเรเนียมโดยหวังนิวตรอนซึ่งมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าจะเข้าไป
รวมกับนิวเคลียสเดิมกลายเป็นนิวเคลียสใหม่ และนิวเคลียสใหม่จะสลายให้รังสีบีตาออกมา พร้อมทั้งเปลี่ยน

สภาพเป็นนิวเคลียสของอีกธาตุหนึ่งที่มีอะตอมสูงกว่ายูเรเนียม

Enrico Femi (พ.ศ. 2444-2497) นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี

มีความสนใจในอนุภาคนิวตรอนมาก ในปี พ.ศ 2481 เขา
ได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานการค้นคว้าการสร้างธาตุใหม่

โดยการนิงนิวตรอน และการค้นพบปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ใช้
นิวตรอพลังงานต่ า นอกจากนั้น เฟร์มียังเป็นผู้ริเริ่มอธิบาย

เรื่องแรงนิวเคลียร์แบบอ่อน (weak nuclear force) และ

ผู้ให้ก าเนิดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อีกด้วย
รูป 20.2

รูป 20.20 เฟร์มี

ในปี พ.ศ. 2477 เฟร์มี พบว่า การยิงนิวตรอนไปชนิวเคลียสยูเรเนียมนั้นท าให้ได้ธาตุกัมมันตรังสีใหม่
่
หลายธาตุ แต่ขณะนั้นเขายังตรวจสอบไมได้ว่าเป็นธาตุใดบ้าง เนื่องจากปริมาณที่เกิดขึ้นน้อยมาก และวิธีการ
แยกธาตุใหม่ออกมาจากธาตุเดิมไม่ดีพอ ห้าปีต่อมา ฮาห์นและสตราสมันน์ (รูป 20.21) ได้ท าการตรวจสอบ
ธาตุที่เกิดใหม่พบว่า ธาตุเกิดใหม่ตัวหนึ่ง คือ แบเรียม-139 มีครึ่งชีวิต 86 นาที