ติวสบายฟิสิกส์ เล่ม 5 บท ... · 2017-02-12 · @ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีจานวนโปรตอนเท่ากัน

ตวสบายฟสกส เลม 5 http://www.pec9.com บทท 20 ฟสกสนวเคลยร

1

บทท 20 ฟสกส นวเคลยร

ทบทวนเรองอนภาคมลฐานของอะตอม ในปจจบนนเปนททราบกนแลววา อะตอมประกอบไปดวยอนภาคทส าคญสามชนดไดแก อเลกตรอน โปรตอน และนวตรอน อนภาคทงสามชนดนเรยกวาอนภาคมลฐานของอะตอม ซงมคณสมบตดงแสดงในตารางตอไปน

อนภาค ประจ ( C ) ตวแทน มวล (กรม) มวล (a.m.u) โปรตอน (p) อเลกตรอน (e) นวตรอน (n)

+1.6 x 10–19

–1.6 x 10–19 0

+1 –1 0

1.672 x 10–24 9.108 x 10–28 1.674 x 10–24

1.007285 0.000549 1.008665

หมายเหต : 1 a.m.u = 1.66 x 10–24 กรม สญลกษณของธาตทเขยนโดยแสดงรายละเอยดเกยวกบจ านวนอนภาคมลฐานของอะตอม เรยกวาสญลกษณนวเคลยร รปแบบการเขยนเปนดงน เลขมวล (A) = จ านวนโปรตอน + นวตรอน = จ านวนนวคลออน XA

Z

เลขอะตอม (Z) = จ านวนโปรตอน

เลขอะตอม ( Z ) คอจ านวนโปรตอนทมในนวเคลยส และหากเปนอะตอมปกตจะเปนกลางทางไฟฟา ( ประจไฟฟารวมเปนศนย ) จ านวนโปรตอนจะเทากบจ านวนอเลกตรอน ดงนนเลขอะตอมจะเทากบจ านวนอเลกตรอนดวย เลขมวล ( A ) คอมวลรวมของอะตอม ปกตแลวอเลกตรอนจะมมวลนอยมากเมอเทยบกบมวลโปรตอนและนวตรอน ดงนนมวลรวมของอะตอมจงเปนมวลของโปรตอนรวมกบมวลของนวตรอนนนเอง และเนองจากโปรตอนกบนวตรอนแตละตวจะมมวลเทากบ 1 มวลอะตอมรวมแลวจงเทากบจ านวนโปรตอนรวมกบจ านวนนวตรอน นนคอเลขมวลจะเทากบจ านวนโปรตอน + จ านวนนวตรอน นนเอง


2

ขอควรทราบเกยวกบสญลกษณนวเคลยร 1. เลขอะตอม = จ านวนโปรตอน = ล าดบของธาตในตารางธาต

@ ถารจ านวนโปรตอน จะรวาเปนธาตล าดบทเทาไรในตารางธาต และเปนธาตอะไร @ อะตอมของธาตชนดเดยวกนจะมจ านวนโปรตอนเทากน

@ ถาจ านวนโปรตอนของอะตอมเปลยนไปชนดและสมบตของอะตอมจะเปลยนไป 2. อะตอมปกต จ านวน p = จ านวน e จะท าใหประจไฟฟารวม = 0 (เปนกลางทางไฟฟา)

หากอะตอมปกตรบอเลกตรอนเพมเขา 1 ตว ประจรวม = –1 เขยนสญลกษณเปน -1XAZ

หากรบอเลกตรอนเพมเขา 2 ตว ประจรวม = –2 เขยนสญลกษณเปน -2XAZ

หากเสยอเลกตรอนออกไป 1 ตว ประจรวม = +1 เขยนสญลกษณเปน 1XAZ

หากเสยอเลกตรอนออกไป 2 ตว ประจรวม = +2 เขยนสญลกษณเปน 2XAZ

3. จากสญลกษณนวเคลยร เลขมวล (A)

เลขอะตอม (Z) จะไดวา จ านวนโปรตอน ( p ) = A จ านวนนวตรอน ( n ) = A – Z จ านวนอเลกตรอน ( e ) = A – K เมอ A คอเลขมวล Z คอเลขอะตอม K คอเลขบอกประจไฟฟา

ฝกท า จงหาจ านวนโปรตอน นวตรอน และ อเลกตรอน จากสญลกษณของอะตอมตอไปน 1. Ar40

18 ตอบ p = …….. n = ……..…. e = ………. 2. K39

19 ตอบ p = …….. n = ……..…. e = ………. 3. U235

92 ตอบ p = …….. n = ……..…. e = ……….

เฉลย 1. Ar4018 ตอบ p = 18 ; n = 40 – 18 = 22 ; e = 18 – 0 = 18

2. K3919 ตอบ p = 19 ; n = 39 – 19 = 20 ; e = 19 – 0 = 19

3. U23592 ตอบ p = 92 ; n = 235 – 92 = 143 ; e = 92 – 0 = 92

1He42

บอกประจ (K)


3

ฝกท า จงหาจ านวนโปรตอน นวตรอน และ อเลกตรอน จากสญลกษณของอะตอมตอไปน 1. 3P31

15 ตอบ P = …….. N = …….. e = ………. 2. 1Cl35

17 ตอบ P = …….. N = …….. e = ……….

3. 2Be94 ตอบ P = …….. N = …….. e = ……….

เฉลย 1. 3P3115 ตอบ p = 15 ; n = 31 – 15 = 16 ; e = 15 – (–3) = 18

2. 1Cl3517 ตอบ p = 17 ; n = 35 – 17 = 18 ; e = 17 – (–1) = 18

3. 2Be94 ตอบ p = 4 ; n = 9 – 4 = 5 ; e = 4 – (+2) = 2

1(แนว มช) อะตอมของธาต Pt19678 และ Au197

79 จะมจ านวนอะไรเทากน 1. นวคลออน 2. นวตรอน 3. โปรตอน 4. อเลกตรอน

20.1 กมมนตภาพรงส

กมมนตภาพรงสเปนปรากฏการณทนวเคลยส ของโอโซโทปทไมเสถยร เกดการปรบตวเพอใหม เสถยรภาพ โดยการปลอยอนภาคบางชนดหรอ พลงงานออกมาในรปของรงส ธาตทมสมบตใน

การแผรงสไดเองนเรยกวาธาตกมมนตรงส

รงสทคายออกมาจากธาตกมมนตรงส เมอน าไปแยกในสนามแมเหลกจะแยกได 3 ชนดคอ 1. รงสแอลฟา (Alpha particte , ) เปนนวเคลยสของอะตอมของธาต ฮเลยม มมวลเทากบ 4 และมประจไฟฟา +2 เขยนสญลกษณจงได He4

2 มพลงงาน 4 –10 MeV เนองจากรงสแอลฟามมวลมาก เมอเคลอนไปชนอนภาคตวกลางใดๆ จะท าใหอนภาคตวกลางแตกตวไดด แตตวรงสแอลฟาจะสญเสยพลงงานไปมากจงท าใหอ านาจในการทะลทะลวงไปขางหนาต า ( เคลอนได 3 – 5 เซนตเมตร ในอากาศ )

เนองจากรงสแอลฟามองคประกอบเปนอนภาค จงอาจเรยกเปนอนภาคแอลฟากได


4

2. รงสบตา ( Beta paticle , ) เปนอเลกตรอนทมพลงงานสงในชวงประมาณ 0.025 – 3.5 MeV เขยนเปนสญลกษณจะ

ได e01- เนองจากรงสบตามมวลนอย เมอเคลอนไปชนอนภาคตวกลางใดๆ จะท าใหอนภาค

ตวกลางแตกตวไดนอย สญเสยพลงงานไมมากจงท าใหอ านาจในการทะลทะลวงไปขางหนาสงกวารงสแอลฟา ( เคลอนได 1 – 3 เมตร ในอากาศ ) นอกจากนรงสบตายงเบยงเบนในสนามแมเหลกไดมากกวารงสแอลฟา เพราะอตราเรวของการเคลอนทสงกวาแอลฟา

รงสบตาเกดจากการแตกตวของนวตรอนในนวเคลยส ซงเมอนวตรอนแตกตวจะไดโปรตอน 1 ตวและอเลกตรอน 1 ตว อเลกตรอนนจะหลดออกมาจากนวเคลยสแลวเกดเปนรงสบตา สวนโปรตอนจะยงคงอยในนวเคลยส ดวยเหตนในนวเคลยสจะมโปรตอนเพม 1 ตวเสมอเมอมการคายรงสบตา อกประการหนงอเลกตรอนในคายออกมานนมมวลนอยมาก ดงนนการคายรงสบตาจงไมท าใหมวลของนวเคลยสเปลยนแปลง 3. รงสแกมมา ( Gamma Rays , ) เปนคลนแมเหลกไฟฟาชนดหนง จงเปนกลางทางไฟฟา ( ไมมประจ ) เกดจากการเปลยนแปลงระดบพลงงานของนวเคลยส เพราะนวเคลยสทเกดใหมในกมมนตภาพรงสนน จะอยในภาวะถกกระตน ( Excited Stated ) มพลงงานสงมาก ซงจะตองมการคายพลงงานออกมาบางสวน พลงงานทคายออกมานนจะเปนคลนแมเหลกไฟฟา ในระดบของรงสแกมมานนเอง เนองจากรงสแกมมามพลงงานสงมาก ( 0.04 – 3.2 MeV ) และท าใหเกดการแตกตวเปน ไอออนของตวกลางทผานนอยมาก ดงนนรงสแกมมาจงมอ านาจในการทะลผานสงมาก

ฝกท ำ. รงสแอลฟา มมวล = ……….. มประจ = ............. เนองจากมมวลมาก ท าใหตวกลางแตกตวได.......... เสยพลงงาน........... ทะลทลวงได....... เฉลย 4 , +2 , มาก , มาก , นอย

ฝกท ำ. รงสบตา มมวล = ……….. มประจ = ............. เนองจากมมวลนอย ท าใหตวกลางแตกตวได......... เสยพลงงาน......... ทะลทลวงได....... เฉลย 0 , –1 , นอย , นอย , มาก

2. รงสบตาคออเลกตรอนทหลดออกมาจากนวเคลยส เกดจากการสลายตวของขอใดตอไปน 1. โปรตอน 2. นวตรอน 3. อเลกตรอน 4. นวเคลยส


5

3. เมอนวเคลยสคายรงสบตาออกมาแลวนวเคลยสจะเกดการเปลยนแปลงชนดของธาต เพราะเหตในขอใด 1. จ านวนโปรตอนในนวเคลยสลดลง 1 ตว 2. จ านวนโปรตอนในนวเคลยสเพมขน 1 ตว 3. จ านวนนวตรอนในนวเคลยสลดลง 1 ตว 4. จ านวนอเลกตรอนในนวเคลยสลดลง 1 ตว 4. เหตใดเมอนวเคลยสคายรงสบตาออกมาแลว มวลของนวเคลยสจะยงคงมคาเทาเดม 1. เพราะจ านวนโปรตอนในนวเคลยสมเทาเดม 2. เพราะจ านวนนวตรอนในนวเคลยสมเทาเดม 3. เพราะรงสบตาทคายออกมานน คออเลกตรอนซงมมวลนอยมาก 4. เพราะนวตรอนทสลายไปนนมมวลนอยมาก 5. รงสแคโทดตางกบรงสบตา คอ 1. รงสแคโทดมคา me คงท 2. รงสแคโทดสามารถควบคมดวยสนามแมเหลกไฟฟาพรอมๆ กนได 3. รงสบตามความเรวไมคงท 4. รงสบตาเกดขนเองตามธรรมชาต

6. กระบวนการทเกดขนในนวเคลยส ซงมลกษณะคลายกบการปลอยแสงของอะตอมทอยใน

สถานะกระตนคอกระบวนการใด

1. การแผรงสแกมมา 2. การปลอยอนภาคบตา 3. การปลอยอนภาคแอลฟา 4. การปลอยอนภาคนวตรอน


6

ฝกท ำ. รงสทคายออกมาจากนวเคลยสของธาตกมมนตรงสไดแก แอลฟา , บตา , แกมมา 1. จงเรยงล าดบรงส จากมวลมากไปนอย ................................................ ........ ........ ......... 2. จงเรยงล าดบจากความสามารถท าใหตวกลางแตกตวจากมากไปนอย........ ........ ........ ..... 3. จงเรยงล าดบอตราการสญเสยพลงงานจากมากไปนอย........ ........ ........ ........ ........ ......... 4. จงเรยงล าดบอ านาจในการทะลทะลวงจากมากไปนอย........ ........ ........ ........ ........ ........ 5. จงเรยงล าดบพลงงานรงสจากมากไปนอย........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ .

เฉลย 1. แอลฟา , บตา , แกมมา 2. แอลฟา , บตา , แกมมา 3. แอลฟา , บตา , แกมมา 4. แกมมา , บตา , แอลฟา 5. แอลฟา , บตา , แกมมา

7. การแผรงสชนดใดทมไดมแหลงก าเนดจากนวเคลยส 1. แอลฟา 2. บตา 3. แกมมา 4. รงสเอกซ

8. รงสตอไปน รงสใดมประจไฟฟา ก. รงสเอกซ ข. รงสแอลฟา ค. รงสแกมมา ง. รงสบตา จ. รงสแคโทด ค าตอบทถกตองคอ 1. ขอ ก , ข , ค 2. ขอ ข , ค , ง 3. ขอ ค , ง , จ 4. ขอ ข , ง , จ

9(แนว มช) ถาใหรงสบตา แกมมา และแอลฟา เคลอนทอยในน า และรงสบตาทงสามชนด มพลงงานเทากน เราจะพบวารงสบตาเคลอนทไดระยะทาง 1. สนทสด 2. ไกลทสด 3. ไกลกวาแกมมาแตใกลกวาแอลฟา 4. ไกลกวาแอลฟาแตใกลกวาแกมมา

10. อนภาคแอลฟามพลงงานโดยเฉลยสงกวาอนภาคบตา และรงสแกมมาแตเหตใดจงมอ านาจ ในการทะลทะลวงไดนอยกวา 1. อนภาคสญเสยพลงงานเรว 2. อนภาคแอลฟามมวลมาก 3. อนภาคแอลฟามประจมาก 4. อนภาคแอลฟามขนาดโต

11. รงสทเบยงเบนในสนามแมเหลกไดมากทสดคอ 1. แอลฟา 2. บตา 3. แกมมา 4. รงสเอกซ


7

20.2 การเปลยนสภาพนวเคลยส

20.2.1 กำรคนพบนวตรอน W.Bothe และ H.Becker นก เคมชาวเยอรมน ไดท าการทดลองใช อนภาคแอลฟายงแผนโลหะแบรลเลยม ปรากฏวาเกดรงสซงไมมประจ มอ า- นาจทะลทะลวงไดด เมอรงสนชนกบ โมเลกลของพาราฟนจะไดโปรตอนออกมา ตอมาในป พ.ศ. 2475 Jame Chadwich ไดเสนอวารงสนตองประกอบดวยอนภาคและใหชอวานวตรอน และไดท าการพสจนไดวานวตรอนไมมประจ และค านวณมวลนวตรอนไดคาใกลเคยงกบมวลของโปรตอน

20.2.2 สมกำรนวเคลยร กอนทจะศกษาถงเรองตอไป นกเรยนควรท าความรจกสญลกษณบางอยางตอไปนด รงสแอลฟา = = He 4

2 = = e0 1

= โปรตรอน = p = H 11

นวตรอน = n = n10 โพซตรอน = e+ = e 0

1 ดวเทอรอน = H 2

1 ตรตรอน = H 31

การแตกตวคายรงสของนวเคลยสกมมนตรงสนน เราสามารถเขยนแสดงเปนสมการได สมการแสดงการแตกตวดงกลาวเรยกสมการนวเคลยร หลกในการเขยนสมการนวเคลยร 1. ตองใหผลรวมเลขมวลกอนปฏกรยา และผลรวมเลขมวลหลงปฏกรยามคาเทากน 2. ตองใหผลรวมเลขอะตอมกอนปฏกรยา และผลรวมเลขอะตอมหลงปฏกรยาเทากน

ตวอยาง ก าหนด U23892 สลายตวใหรงสแอลฟาออกมา จงเขยนสมการแสดงการแตกตวน

วธท า สมการเบองตนอยางงาย คอ นวเคลยสเรมตน นวเคลยสเกดใหม + รงสทคาย U238

92 + He 42


8

1. เนองจาก ผลรวมเลขมวลกอนปฏกรยา = ผลรวมเลขมวลหลงปฏกรยา จะได 238 = เลขมวลใน + 4 234 = เลขมวลใน

2. เนองจาก ผลรวมเลขอะตอมกอนปฏกรยา = ผลรวมเลขอะตอมหลงปฏกรยา จะได 92 = เลขอะตอมใน + 2 90 = เลขอะตอมใน

เมอดจากตารางธาตธาตทมเลขอะตอม 90 คอธาตล าดบท 90 ในตารางธาตคอ Th ดงนนนวเคลยสใน จงเปน Th 234

90 และสมการการแตกตวนคอ

U23892 Th 234

90 + He 42

ตวอยาง ก าหนด Rn 22286 สลายตวใหรงสแอลฟาออกมา จงเขยนสมการแสดงการแตกตว

วธท า สมการเบองตนอยางงาย นวเคลยสเรมตน นวเคลยสเกดใหม + รงสทคาย Rn 222

86 + He 42


2. เนองจาก ผลรวมเลขอะตอมกอนปฏกรยา = ผลรวมเลขอะตอมหลงปฏกรยา จะได 86 = เลขอะตอมใน + 2 84 = เลขอะตอมใน

เมอดจากตารางธาตธาตทมเลขอะตอม 84 คอธาตล าดบท 84 ในตารางธาตคอธาต Po ดงนนนวเคลยสใน จงเปน Po 218


Rn 22286 Po 218

84 + He 42


9

ตวอยาง ก าหนด Bi 21083 สลายตวใหรงสบตาออกมา จงเขยนสมการแสดงการแตกตวน

วธท า สมการเบองตนอยางงาย นวเคลยสเรมตน นวเคลยสเกดใหม + รงสทคาย Bi 210

83 + e 0 1


2. เนองจาก ผลรวมเลขอะตอมกอนปฏกรยา = ผลรวมเลขอะตอมหลงปฏกรยา จะได 83 = เลขอะตอมใน + ( –1) 84 = เลขอะตอมใน

เมอดจากตารางธาตธาตทมเลขอะตอม 84 คอธาตล าดบท 84 ในตารางธาตคอธาต Po ดงนนนวเคลยสใน จงเปน Po 210


Bi 21083 Po 210

84 + e 0 1

ตวอยาง ก าหนด Th 23490 สลายตวใหรงสบตา และแกมมา ออกมา จงเขยนสมการแสดง

การแตกตวน วธท า สมการเบองตนอยางงาย นวเคลยสเรมตน นวเคลยสเกดใหม + รงสทคาย

Th 23490 + e 0

1 +


2. เนองจาก ผลรวมเลขอะตอมกอนปฏกรยา = ผลรวมเลขอะตอมหลงปฏกรยา จะได 90 = เลขอะตอมใน + ( –1) 91 = เลขอะตอมใน

เมอดจากตารางธาตธาตทมเลขอะตอม 91 คอธาตล าดบท 91 ในตารางธาตคอธาต Pa


10

ดงนนนวเคลยสใน จงเปน Pa 23491 และสมการการแตกตวนคอ

Th 23490 Pa 234

91 + e 0 1 +

12(แนว En) ไอโซโทปกมมนตรงส Na2411 สามารถผลตไดจากปฎกรยา

Al2713 + X Na24

11 + He42

ในสมการนอนภาค X คอ 1. นวตรอน 2. โปรตรอน 3. โพซตรอน 4. อเลกตรอน

13(แนว En) จากปฎกรยาตอไปน Au19779 + H2

1 X + He42

นวเคลยส X จะมจ านวนโปรตรอนและนวตรอนอยางไร 1. โปรตอน 78 ตว นวตรอน 117 ตว 2. โปรตอน 78 ตว นวตรอน 195 ตว

3. โปรตอน 117 ตว นวตรอน 195 ตว 4. โปรตอน 195 ตว นวตรอน 78 ตว

14(แนว En) เมอ Bi21483 สลายใหรงสบตาลบ นวเคลยสของธาตใหมมเลขมวลเทาใด

1. 210 2. 212 3. 214 4. 216

15(แนว มช) นวเคลยส Rn 22286 สลายตวไปเปนนวเคลยส Po 218

84 จะใหรงสหรออนภาค ชนดใดออกมา 1. แกมมา 2. บตา 3. นวตรอน 4. แอลฟา 16. อนภาคโปรตอนวงชนนวเคลยสของ B11

5 ท าใหเกดนวเคลยสตวใหมคอ C116 กบอนภาค

อกตวหนงอนภาคตวนนคอ 1. โปรตอน 2. นวตรอน 3. อเลกตรอน 4. แกมมา


11

17(แนว En) อนกรมการสลายตวของ U23892 จะมการสลายให 2 , 2 และ 2 จะท าให

ไดนวเคลยสใหมซงมจ านวนนวตรอนเทากบขอใดตอไปน 1. 138 2. 140 3. 142 4. 144

18(แนว En) นวเคลยส 82210

Pb สลายตวสไอโซโทปเสถยร ตามล าดบดงน

Pb 21082

, β X β Y

, α Z

จ านวนนวตรอนในไอโซโทปเสถยร Z เปนเทาไร

19(แนว En) จากการสลายตวของ Ra 22688 ตามแผน

ภาพขางลางน A ควรจะเปนอะตอมของขอใด 1. Po 214

84 2. At 21885

3. Ti 21881 4. Bi 214

83

20(แนว En) จากรปเปนแผนภาพแสดงบางสวนของอนกรมการสลายของนวเคลยสธาตหนก

ในทนนวเคลยส ก. สลายเปนนวเคลยส ข. และ นวเคลยส ข. สลายเปนนวเคลยส ค. ในระ หวางการสลายตวจากนวเคลยส กขค จะปลอยอนภาคเรยงล าดบไดดงน

1. อนภาคแอลฟา และอนภาคบตาบวก 2. อนภาคบตาลบ และอนภาคแอลฟา

3. อนภาคบตาบวก และ อนภาคแอลฟา 4. อนภาคแอลฟา และอนภาคบตาลบ

89 90 91 92 93 Z

ก

ข ค

A 238 236 234 232


12

21(แนว มช) จากภาพอนกรมการสลายตวของ 238U ดงรปดานลาง ถา 222Rn สลายตวได 210Pb จะมอนภาคแอลฟาและ บตาถกปลอยออกมาเทาใด

1. มอนภาคบตา 3 ตว และ อนภาคแอลฟา 3 ตว




22. จงหาจ านวนอนภาคแอลฟา ( He 42 ) และอนภาคบตา ( e0

1 ) จากอนกรมการสลายตวของ

นวเคลยสตอไปน Th23290 Pb208

82 1. 4 , 6 2. 6 , 4 3. 4 , 7 4. 7 , 4 23. จงหาจ านวนอนภาคแอลฟา ( He 4

2 ) และอนภาคบตา ( e0 1 ) จากอนกรมการสลายตวของ

นวเคลยสตอไปน Np23793 Bi209

83 1. 4 , 6 2. 6 , 4 3. 4 , 7 4. 7 , 4


13

20.3 การสลายของนวเคลยสกมมนตรงส

เมอนวเคลยสของธาตกมมนตรงสสลายตวไป ปรมาณทเหลออยยอมมคาลดลง เราสามารถหาปรมาณทเหลอได โดยอาศยสมการตอไปน

N = No Tt

2

หรอ N = No t e

m = mo Tt

2

หรอ m = mo t e

A = Ao Tt

2

หรอ A = Ao t e

เมอ No คอจ านวนนวเคลยสของธาตกมมนตรงสเรมแรกทพจารณา ( t = 0 ) N คอจ านวนนวเคลยสทเหลออยเมอเวลาผานไป t Ao คอกมมนตภาพขณะเรมตน ( t = 0 )

A คอกมมนตภาพเมอเวลา t ใดๆ นบจากเรมตน mo คอมวลขณะเรมตน ( t = 0 ) m คอมวลเวลาผานไป t

e = 2.7182818 T คอครงชวต และครงชวตอาจาหาคาไดจากสมการ T =

λIn2 =

λ0.693

เมอ = คาคงตวการสลาย

24. ธาตกมมนตรงสชนดหนงมเวลาครงชวต 10 วน ถาเกบธาตนนจ านวน 24 x 1018 อะตอม ไว 30 วน จะเหลอธาตนนกอะตอม 1. 1.5 x 1017 2. 3 x 1017 3. 1.5 x 1018 4. 3 x 1018


14

25(แนว En) สารกมมนตรงสโคบอลต-60 สลายตวใหรงสบตาและรงสแกมมา โดยมครงชวต 5 ป เมอเวลาผานไป 15 ป จะเหลอจ านวนอะตอมสารนอยกเปอรเซนต 1. 6.25 % 2. 12.5 % 3. 18.75 % 4. 25 % 26. มธาตไอโอดน-131 ซงมครงชวต 8 วน อยจ านวน 1 กรม จะใชเวลานานเทาใด จงจะ

เหลอธาตดงกลาวเพยง 0.125 กรม 1. 16 วน 2. 24 วน 3. 32 วน 4. 64 วน

27(แนว มช) สารกมมนตรงสชนดหนงขณะเรมตน ( t = 0) มกมมนตภาพ 10000 เบคเคอรอล มครงชวต 6 วน อยากทราบวาเวลาผานไปเทาใดกมมนตภาพของสารนจะลดลงเหลอ 1250 เบคเคอรอล 1. 12 วน 2. 18 วน 3. 21 วน 4. 24 วน


15

28. เศษไมโบราณเมอน าไปวดกมมนตภาพจะได 12.5 ตอนาท ของ C-14 แตไมชนดเดยวกน ซงมชวตและอบแหงแลวเปนปรมาณเทากนวดได 100 ตอนาท อยากทราบวา เศษไม โบราณไดตายมากปแลว ก าหนดเวลาครงชวตของ C-14 เทากบ 5600 ป

29(แนว En) สารกมมนตรงสชนหนง มกมมนตภาพ 32 x 1011 เบคเคลเรล 5 ชวโมง ตอมากมมนตภาพลดลงเหลอ 1.0 x 1011 เบคเคอเรล สารนมเวลาครงชวตกชวโมง 30(แนว มช) ไอโซโทปกมมนตรงสชนดหนงมคาครงชวต 30 นาท อยากทราบวาจะตองใช เวลากนาท จงจะมปรมาณลดลงเหลอเพยง 10

1 ของปรมาณเมอตอนเรมตน


16

31(แนว Pat2) ธาตกมมนตรงสชนดหนงมคากมมนตภาพเรมตนเทากบ Ao เมอเวลาผานไป ครงหนงของครงชวต จะมคากมมนตภาพเหลออยเทาใด

1. 4oA 2.

2oA 3. 4

oA 3 4. 8oA 7

32(แนว En) ไอโอดน-131 มคาคงตวของการสลายเทากบ 0.087 ตอวน ถามไอโอดน-131 อย 100 กรม ตอนเรมตน เมอเวลาผานไป 16 วน จะมไอโอดน-131 เหลออยกกรม

33(แนว มช) คาคงตวของการสลายของธาตกมมนตรงสซงเรมตนมจ านวนอะตอม 16 x 1018 อะตอม เมอเวลาผานไป 60 วน จะเหลอ 2 x 1018 อะตอม คอขอใด 1. 0.069 /วน 2. 0.035 /วน 3. 0.023 /วน 4. 0.017 /วน


17

คากมมนตภาพ( A ) คออตราการสลายตว ณ เวลาหนง นนคอ A = d t

Nd

คากมมนตภาพ มหนวยเปนนวเคลยสตอวนาท เรยกเปนเบคเคอรอล ( Bq ) หรออาจใช หนวยเปน คร ( Ci ) โดยท 1 Ci มคาเทากบ 3 x 1010 Bq ( นวเคลยส/วนาท )

เราอาจหาคากมมนตภาพ (A) ไดจากสมการ A = N เมอ A คอกมมนตภาพ (นวเคลยสตอวนาท , Bq) คอคาคงตวการสลาย ( วนาท–1 ) N คอจ านวนนวเคลยส ณ. เวลานน ๆ (นวเคลยส)

34(แนว En) คาคงทของการสลายตวของธาตทอเรยม-232 เทากบ 1.6 x 10–18 ตอวนาท ธาตทอเรยมจ านวน 464 กรม จะสลายตวกลานอะตอมตอวนาท

( NA = 6 x 1023 อะตอมตอโมล )

35(แนว En) ถาธาต X มจ านวนอะตอมเปน 6 เทาของธาต Y แตมกมมนตภาพเปน 3 เ ท า ของธาต Y ครงชวตของธาต X จะเปนกเทาของธาต Y 1. 6

1 เทา 2. 32 เทา 3. 2

3 เทา 4. 2 เทา


18

36(แนว En) ในการทดลองทอดลกเตาเพอเปรยบเทยบกบการสลายตวของนวเคลยส กมมนตรงส นกเรยนคนหนงใชลกเตา 6 หนา จ านวน 300 ลก โดยแตมสไวหนงหนา ทกลกและหยบลกทขนหนาสออกทกครงททอด จงประมาณวาหลงจากการทอดลกเตาครง ท 3 เมอหยบลกทขนหนาสออกแลวนาจะเหลอลกเตากลก 1. 173 ลก 2. 208 ลก 3. 220 ลก 4. 250 ลก 37(แนว En) ในการทดลองอปมาอปมยการทดลองลกเตา การสลายตวของธาตกมมนตรงส

โดยการโยนลกเตาแลวคดหนาทแตมสออกไป ถาลกเตาม 6 หนา มหนาทแตมส 2 หนา และมจ านวน 180 ลก จงหาวาถาท าการโยนลกเตาทงหมด 2 ครง โดยสถตจะคดลกเตาออกกลก

1. 10 ลก 2. 20 ลก 3. 80 ลก 4. 100 ลก

38(แนว Pat2) ลกเตา 6 หนา แตละหนาทหมายเลข 1 ถง 6 เขยนไว เรมตน โยนลกเ ต า น จ านวน 100 ลก พรอมกน และคดลกทออกเลข 1 ออกไป แลวน าลกเตาท เหลอมาโยน ใหมและคดออกโดยใชเกณฑเดม คาครงชวตของลกเตามคาเทาใด 1. 5 ln2 2. 6 ln2 3. 52ln 4. 62ln


19

39(แนว En) ลกเตา 16 หนา แตมสไวทหนาหนง จ านวน 800 ลก น ามาทอดและคดลกท หงายหนาแตมสออก ตองทอดกครงจงจะเหลอลกเตา 400 ลก 1. 8 ครง 2. 9 ครง 3. 10 ครง 4. 11 ครง

20.4 เสถยรภาพของนวเคลยส

20.4.1 แรงนวเคลยร ปกตแลวนวเคลยสของอะตอมจะมขนาดเลกมาก ถาให R เปนรศมของนวเคลยสทมเลขมวลเปน A แลว จะไดวา

R = 31

A or เมอ ro มคาประมาณ 1.2 x 10 –15 ถง 1.5 x 10–15 เมตร ( ยงไมทราบคาทแนนอน ) ดวยเหตทนวเคลยสมขนาดเลกมาก จงท าใหแรงผลกไฟฟาระหวางโปรตอนกนโปรตอนในนวเคลยสมคาสงมาก นอกจากนนแรงนยงมคามากกวาแรงดงดดระหวางมวลเปนอนมากดวย ดงนนการทนวคลออนสามารถยดกนอยในนวเคลยสไดจะตองมแรงอกประเภทหนงคอยยดเหนยวนวคลออนเหลานนเอาไวดวยกน แรงยดเหนยว นเรยกวาแรงนวเคลยร ลกษณะของแรงนวเคลยร คอ 1. เปนแรงดงดดระยะสน 2. ไมเกยวกบชนดของประจ 3. มคามากกวาแรงผลกระหวางประจไฟฟา

40. รศมของนวเคลยส Zn6430 มขนาดเทากบกเมตร ก ำหนด ro = 1.2 x 10 –15 เมตร

1. 1.2 x 10–15 2. 4.8 x10–15 3. 3.6 x 10–14 4. 7.7 x 10–14


20

41. ธาตไอโซโทปของ Ra22488 จะมรศมเปนกเทาของธาตไอโซโทปของ Na28

11 1. 2 เทา 2. 3 เทา 3. 4 เทา 4. 5 เทา

20.4.2 พลงงำนยดเหนยว พลงงานยดเหนยว ( binding energy ) คอพลงงานทใหเขาไปแกนวเคลยส เพอใหนว-คลออนแยกออกจากกน เราสามารถหาคาพลงงานยดเหนยวไดจาก B. E = m C2 เมอ B.E. คอพลงงานยดเหนยว ในหนวย จล m คอมวลพรอง = มวลรวมของทกนวคลออน – มวลนวเคลยส ( กโลกรม ) C = 3 x 108 เมตร/วนาท ( คอความเรวแสง ) หรอ B.E = 931 m

เมอ B.E. คอพลงงานยดเหนยว ในหนวย เมกะอเลกตรอนโวลต ( MeV ) m คอมวลพรอง = มวลรวมของทกนวคลออน – มวลนวเคลยส ( หนวย u ) 931 คอพลงงานของมวล 1 u หมายเหต ; มวล 1 u = 1.66 x 10–27 กโลกรม พลงงาน 1 MeV = 1.6 x 10–13 จล

42. ก าหนด มวลของโปรตรอน 1 ตว = 1.007825 u มวลของนวตรอน 1 ตว = 1.008665 u เมอโปรตอนกบนวตรอนกนรวมอยในนวเคลยสของดวเทอรอนจะมมวลรวมเทากบ

2.013553 จงหาพลงงานยดเหนยวทงหมด 1. 1.11 MeV 2. 2.22 MeV 3. 4.44 MeV 4. 8.88 MeV


21

43. จากขอทผานมา จงหาพลงงานยดเหนยวตอนวคลออน 1. 1.11 MeV 2. 2.22 MeV 3. 4.44 MeV 4. 8.88 MeV

44(แนว มช) นวเคลยส Ne20

10 มมวล 19.992434 จะมพลงงานยดเหนยวตอนวคลออนก MeV ใหมวลนวตรอน 1 ตว = 1.008665 u มวลโปรตรอน 1 ตว = 1.007825 u 1. 160.652 2. 16.065 3. 8.028 4. 5.335

20.5 ปฏกรยานวเคลยร

ปฏกรยานวเคลยร คอกระบวนการทนวเคลยสเกดการเปลยนแปลงองคประกอบ หรอ ระดบพลงงาน เชนการสลายตวของยเรเนยม-238 ไปเปนทอเรยม-234 และรงสแอลฟา เปนตน ส าหรบการชนกนระหวางนวเคลยสกบนวเคลยส หรอระหวางนวเคลยสกบอนภาคนน อาจเขยนปฏกรยานวเคลยรไดเปน X + a Y + b หรอเขยนอกแบบเปน X (a , b) Y อานวาปฏกรยา a , b ของ X เมอ X คอนวเคลยสทใชเปนเปา a คออนภาคทใชยงเขาไปชนเปา Y คอนวเคลยสของธาตใหม b คออนภาคทปลดปลอยออกมาหลงชน

เชน N147 + He4

2 O178 + H1

1

อาจเขยนเปน N147 , p O17

8 อานวาปฏกรยาแอลฟาโปรตรอนของ N147

เปา ตวชนเปา ตวเกดใหม ตวทคายหลงชน


22

ฝกท ำ. พจารณาสมการนวเคลยรดงน Al27

13 + He42 Si30

14 + H11

ก. ปฏกรยานเขยนแบบยอไดอยางไร ข. ปฏกรยานมชอเรยกวาอยางไร เฉลย ก. Al27

13 ( , p ) Si3014 ข. ปฏกรยาแอลฟาโปรตรอนของอลมเนยม

ฝกท ำ. จงเขยนสมการปฏกรยานวเคลยรตอไปน ก. Li7

3 ( , n) B105 ข. Be9

4 (p , ) Li63

เฉลย ก. 73 Li + 42 He 10

5 B + 10 n ข. 94 Be + 11 H 63 Li + 4

2 He

ฝกท ำ. จงเขยนสมการปฏกรยานวเคลยรตอไปน ก. Na23

11 (d , p) Na2411 ข. Al27

13 ( n , ) Al2813

เฉลย ก. 2311 Na + 2

1 H 2411 Na + 11 H ข. 27

13 Al + 10 n 2813 Al +

45(แนว En) ปฏกรยานวเคลยร Al2713 ( , Y ) Si30

14 ถามวา Y คออนภาคอะไร 1. ดวเทอรอน 2. อนภาคแอลฟา 3. โปรตอน 4. ทรทอน

การหาพลงงานเกยวกบปฏกรยานวเคลยร สามารถหาไดจากสมการตอไปน E = 931 m เมอ E คอพลงงาน ในหนวยเมกะอเลกตรอนโวลต ( MeV) m = mหลงปฏกรยา – m กอนปฏกรยา ( หนวย u ) 931 คอพลงงานของมวล 1 u หรอ E = BEกอน – BEหลง BEกอน คอพลงงานยดเหนยวของทกนวเคลยสกอนปฏกรยารวมกน

BEหลง คอพลงงานยดเหนยวของทกนวเคลยสหลงปฏกรยารวมกน หมายเหต ; ถา E มคาเปนบวก แสดงวาเปนพลงงานทดดเขาไป ถา E มคาเปนลบ แสดงวาเปนพลงงานทคายออกมา

ในการสลายตวของธาตกมมนตรงส ปฏกรยาทไดเปนปฏกรยาคายพลงงานท งหมด พลงงานทปลอยออกมาจากปฏกรยานวเคลยร เรยกวาพลงงานนวเคลยร (nuclear energy) ซงพลงงานนอาจอยในรปพลงงานจลนของอนภาคหรอในรปคลนแมเหลกไฟฟากได


23

46(แนว มช) พลงงานนวเคลยรทเกดจากปฏกรยานวเคลยรทก าหนดใหนจะมคาก MeV X + a Y + b

ในทน X มมวล 196.966600 u Y มมวล 194.968008 u a มมวล 2.014012 u b มมวล 4.002604 u และมวล 1.0 u = 931 MeV

47. จงค านวณคาพลงงานนอยทสด ( ในหนวยลานอเลกตรอนโวลต ) ในการแยกเอาอนภาค นวตรอนหนงตวออกจากนวเคลยสของธาต Ca40

20 ก าหนด มวล 40Ca = 39.962589 u มวล 39Ca = 38.970691 u มวล n1

0 = 1.008665 u และ มวล 1 u = 931.5 ลานอเลกตรอนโวลต

48. จากปฏกรยานวเคลยร He42 + Be9

4 C126 + n1

0 ปฏกรยานจะดดหรอคายพลงงานเทาใด ให BE ของ He4

2 , Be94 , C12

6 คอ 28.3 MeV , 58.1 MeV และ 92.1 MeV ตามล าดบ


24

49. จงหาพลงงานทใชในการแยกนวเคลยส Ne2010 ออกมาเปนแอลฟา 2 อนภาค และ C12

6

1 นวเคลยส ก าหนดใหพลงงานทยดเหนยวตอนวคลออนในนวเคลยสของ Ne2010 , He4

2

และ C126 เปน 8.03 , 7.07 และ 7.68 MeV ตามล าดบ

1. –6.72 MeV 2. 5.94 MeV 3. 6.72 MeV 4. 11.88 MeV

50. การเกดปฏกรยา He42 + He4

2 H11 + Li7

3 ตองใชพลงงาน 17.2 MeV ถาพลงงาน

ยดเหนยวของนวเคลยส Li73 = 39.2 MeV จงหาพลงงานยดเหนยวของนวเคลยส He4

2

ฟชชน คอปฏกรยานวเคลยรทเกดจากนวเคลยสของธาตหนกเกดการแตกตวออกเปน 2 สวนทมขนาดใกลเคยงกนจะท าใหไดนวเคลยสใหม ซงมพลงยดเหนยวตอนวคลออนเพมขน

ตวอยางปฏกรยาทเกดจากการยงนวตรอนเขาไปในนวเคลยสของยเรเนยม ดงสมการ U235

92 + n10 Ba141

56 + Kr9236 + 3 n1

0 + พลงงาน

จะเหนวาผลของปฏกรยานจะไดนวเคลยสใหม 2 ตว ตวหนงมเลขอะตอมอยระหวาง 30 ถง 63 และอกตวอยระหวาง 72 ถง 158 และปฏกรยานยงใหพลงงานออกมาอยางมหาศาล และใหนวตรอนอก 3 ตว ซงถานวตรอนเหลานมพลงงานสงพอ กจะวงเขาชนนวเคลยสของยเรเนยมอะตอมตอๆ ไป กอใหเกดปฏกรยาอยางตอเนองทเรยกวา ปฏกรยาลกโซ เฟรม เปนนกวทยาศาสตรคนแรกทสามารถควบคมอตราการเกดปฏกรยาลกโซใหสม าเสมอได


25

โดยใชเครองมอทเรยกวาเครองปฏกรณนวเคลยร ซงควบคมอตราการเกดฟงชนโดยการควบคมจ านวนนวตรอนทเกดขน

ฟวชน คอปฏกรยาทเกดจากการรวมตวกนของธาตเบา 2 ธาต แลวยงผลใหเกดธาตซง หนกกวาและมการปลดปลอยพลงงานนวเคลยรออกมาดวย เชน 4 H1

1 He42 + 2 e0

1 + 26 MeV

จะเหนวาปฏกรยานเกดจาก H11 4 ตว รวมกนเปน He4

2 1 ตว แลวมการปลอยอนภาคทมประจบวกและมมวลใกลเคยงกบอเลกตรอน เรยกวาโพชตรอนอก 2 ตว ปฏกรยานมการปลดปลอยพลงงานออกมากมายเชนกน ปฏกรยานเปนปฏกรยาทเกดบนดวงอาทตย หรอบน ดาวฤกษ ทมพลงงานสงทงหลาย ส าหรบบนโลกเราปฏกรยาฟวชนสามารถท าใหเกดขนไดในหองปฏบตการ

H21 + H2

1 H31 + H1

1 + 4 MeV H2

1 + H21 He3

2 + n10 + 3.3 MeV

51. ในการท าปฏกรยาฟวชนโดยใชดวเทอรอน ( 12 H) พบวามปฏกรยาดงน

H21 + H2

1 H31 + H1

1 + 4 MeV

H21 + H3

1 He42 + n1

0 + 17.6 MeV อยากทราบวาถาในน าทะเลมดวเทอเรยมประมาณ 5 x 1018 อะตอม ถาน ามาท าใหเกดฟว- ชนทงหมดจะไดพลงงานกเมกะอเลกตรอนโวลต 1. 1.8 x 1018 2. 3.6 x 1018 3. 1.8 x 1019 4. 3.6 x 1019


26

ตะลยโจทยท วไป บทท 20 ฟสกสนวเคลยร

20.1 กมมนตภาพรงส

1. ธาต A มจ านวนอเลกตรอน และนวตรอนเทากบ 13 และ 14 ตามล าดบ ธาต A มเลข อะตอมและเลขมวลเทาไร

1. 14 , 27 2. 13 , 14 3. 13 , 27 4. 27 , 13

2. ธาตกมมนตรงสหมายถงธาตทมสมบตในการแผรงสไดเอง และรงสทแผออกมาจะตองเปน รงสตอไปนเสมอ

1. รงสแอลฟา 2. รงสบตา รงสแกมมา 3. รงสแอลฟา , รงสบตา , รงสแกมมา 4. เปนรงสชนดใดกได

3. การเรยงรงสจากสารกมมนตรงส โดยคณสมบตการทะลทะลวงจากมากไปนอยคอ 1. แอลฟา บตา แกมมา 2. แกมมา บตา แอลฟา 3. บตา แอลฟา แกมมา 4. บตา แกมมา แอลฟา

4. รงสแอลฟามอ านาจในการทะลผานนอยกวารงสชนดอนทออกมาจากธาตกมมนตรงสเพราะ 1. รงสแอลฟามพลงงานนอยกวารงสชนดอน 2. รงสแอลฟามคณสมบตในการท าใหสารทรงสผานแตกตวเปนไอออนไดด 3. รงสแอลฟาไมมประจไฟฟา 4. ถกทงขอ 1. และขอ 2.

5. คณสมบตทส าคญประการหนงของอนภาคแอลฟา กคอ 1. มอ านาจทะลทะลวง 2. มประจเปนลบ 3. ท าใหสารทผานแตกตวเปนไอออน 4. คลายกบรงสเอกซ ( X–ray )

6. อนภาคแอลฟาประกอบดวย 1. 2 โปรตอน 2. 2 โปรตอน กบ 2 อเลกตรอน 3. 2 โปรตอน กบ 2 นวตรอน 4. 4 โปรตอน


27

20.2 การเปลยนสภาพนวเคลยส 20.2.1 กำรคนพบนวตรอน

20.2.2 สมกำรนวเคลยร

7. X ในสมการนคออะไร He42 + Be9

4 C126 + X

1. นวตรอน 2. โปรตรอน 3. โพซตรอน 4. อเลกตรอน

8. ยเรเนยม -238 ( U23892 ) สลายตวใหอนภาคแอลฟา ซงนวเคลยสทเกดขนสลายตวตอไปให

อนภาคบตา กบแกมมา เลขอะตอมและมวลของนวเคลยสทเกดขนครงหลงสดนคอ 1. Z = 91 และ A = 234 2. Z = 90 และ A = 234 3. Z = 91 และ A = 233 4. Z = 90 และ A = 233

20.3 การสลายของนวเคลยสกมมนตรงส

9. ธาตกมมนตรงสชนดหนงมเวลาครงชวต 5 วน ถาเกบธาตนนจ านวน 64 x 1018 อะตอม ไว 15 วน จะเหลอธาตนนกอะตอม 1. 2 x 1018 2. 4 x 1018 3. 8 x 1018 4. 16 x 1018

10. ธาตกมมนตรงสชนดหนงมเวลาครงชวต 15 วน ถาเกบธาตนนไว 16 x 1019 อะตอม ไว 60 วน จะเหลอธาตนนกอะตอม 1. 1 x 1019 2. 2 x 1019 3. 4 x 1019 4. 6 x 1019

11. ธาตบสมธกมมนตรงสมเวลาครงชวต 5 วน ถามสารนอย 80 กรม หลงจากเกบไว 15 วน จะเหลอบสมธกกรม 1. 2.5 2. 5.0 3. 10.0 4. 20.0

12. ธาตไอโอดน-126 มครงชวต 12 วน นาย ข ไดรบธาตไอโอดน-126 เขาไปในรางกาย 16 กรม เปนเวลานานกวนไอโอดน-126 ในรางกายของ นาย ข จงจะลดลงเหลอ 2 กรม 1. 12 วน 2. 24 วน 3. 36 วน 4. 48 วน

13. เรเดยม-226 มวล 100 กรม มครงชวต 1600 ป ตองใชเวลานานกป จงจะเหลอเรเดยม อย 12.5 กรม 1. 3200 2. 4800 3. 6400 4. 8000


28

14. ฟอสฟอรส-32 มครงชวต 14 วน จะตองใชเวลานานกวน จงจะเหลอฟอสฟอรส 25%

15. ทงน ายาซงเปนสารกมมนตรงสไวเปนเวลานานวดกมมนตภาพได 4200 ครง/วนาท ถา น ายานเปนของใหมจะวดกมมนตรงสได 16800 ครง/วนาท ถาชวงครงชวตของสารในน า ยานเปน 8 วน จงหาวาทงน ายาไวเปนเวลานานกวน

16. พอโลเนยม-218 ( Po21884 ) มเวลาครงชวต 3 นาท จงหาวาเมอเวลาผานไป 15 นาท

นวเคลยสของพอโลเนยมจะสลายไปแลวกเปอรเซนต 1. 3.125 2. 6.25 3. 93.75 4. 96.875

17. ครงชวตของ 198Au เทากบ 2.7 วน จงหาจ านวนของธาตทองทสลายตวไปวาเปนกเทา ของจ านวนเดมเมอทงธาตทองไว 5.4 วน 1. 2

1 2. 41 3. 4

3 4. 4

18. ธาตเรดอน 10 กโลกรม เมอทงไว 20 วน เหลอธาตเรดอน 2.5 กโลกรม จงหาครง ชวตของธาตเรดอนน 1. 2 วน 2. 5 วน 3. 10 วน 4. 20 วน

19. เทคนเทยม-99 สลายตว โดยการปลอยรงสแกมมาและมครงชวต 360 นาท ดงนนคานจ ของการสลายตว ( Decay Constant ) ของนวเคลยสของธาตนจะมคา 1. 1.6 x 10–5 ตอวนาท 2. 3.2 x 10–5 ตอวนาท 3. 1.6 x 105 ตอวนาท 4. 3.2 x 105 ตอวนาท

20(แนว มช) ธาตชนดหนงมมวล 10 กรม ใชเวลา 20 วน จงจะมมวลเหลออย 2.5 กรม คานจของการสลายตวมคาเปน 1. 0.069 ตอวน 2. 0.035 ตอวน 3. 0.054 ตอวน 4. 0.015 ตอวน

21. สารกมมนตรงสจ านวนหนงเมอทงไว 2 ชวโมง ปรากฏวาสลายไป 1615 เทาของของเดม

จงหาคานจของการสลายตวของสารนในหนวย ( ตอชวโมง )

22(แนว มช) สารกมมนตรงสชนดหนงมคานจของการสลายตว 0.077 ตอป จะตองใช เวลานานเทาไร จงจะมมวลลดลงจาก 40 กรม เหลอเพยง 2.5 กรม 1. 3 ป 2. 13 ป 3. 36 ป 4. 45 ป


29

23(แนว En) ธาตกมมนตรงสจ านวนหนงมกมมนตภาพ 3.7 x 104 เบเคอเรล และมครงชวต เทากบ 1000 วนาท จ านวนนวเคลยสกมมนตรงสนนเปนเทาใด 1. 3.7 x 107 2. 5.3 x 107 3. 3.7 x 109 4. 5.3 x 109

24. ธาตกมมนตรงส X มครงชวต 4 เทาของธาตกมมนตรงส Y ถา X และ Y ตางกม กมมนตภาพเทากน จงหาจ านวนอะตอมของ X ตอ Y

1. 1 : 1 2. 2 : 1 3. 3 : 1 4. 4 : 1

20.4 เสถยรภาพของนวเคลยส 20.4.1 แรงนวเคลยร

25(แนว En) จงหาเลขมวลของนวเคลยสซงมรศมเปน 32 เทาของนวเคลยส Al27

13 1. 8 2. 9 3. 16 4. 18

20.4.2 พลงงำนยดเหนยว

26. ถาตองการเปลยนมวล 2 กโลกรม ใหเปนพลงงานทงหมดจะไดพลงงานทงหมดกจล 1. 9 x 1016 2. 9 x 1020 3. 18 x 1016 4. 18 x 1020

20.5 ปฏกรยานวเคลยร

27. ในปฏกรยา ( n , ) ของนวเคลยส Ag10947 นวเคลยสทเกดใหมมเลขมวลเทาใด

28. จงค านวณพลงงานทไดจากปฏกรยานวเคลยรตอไปน N14

7 + H21 N15

7 + H11

ก าหนดมวลอะตอม N147 = 14.003074 u , N15

7 = 15.000108 u

H21 = 2.014102 u , H1

1 = 1.007825 u

และ 1 u = 931 MeV

29. ในการยงนวตรอนเขาชนอลมเนยม Al2713 เพอใหเกดปฏกรยา Al27

13 ( n , p ) Mg2712

เราจะตองใชนวตรอนซงมพลงงานจลนอยางนอยก MeV ก าหนดใหมวลอะตอมของ Al27

13 = 26.981535 Mg2712 = 26.984346

H11 = 1.007825 n1

0 = 1.008665


30

30. จากสมการ He62 Li6

3 + และก าหนดมวลของไอโซโทปตาง ๆ ดงน H1

1 = 1.0078 u n10 = 1.00867 u

He62 = 6.02047 u Li6

3 = 6.01702 u 0.00

จงหาพลงงานของอนภาค

1. 1.8 MeV 2. 2.7 MeV 3. 3.2 MeV 4. 4.3 MeV

31. ปฏกรยาฟวชนเกดขนในดวงอาทตยไดพลงงานมากมายดงน 4 H1

1 He42 + 2 e0

1 + พลงงาน จงหาคาพลงงานทไดจากไฮโดรเจน 1 กโลกรม ทเกดปฏกรยาน ก าหนดให มวลอะตอมของไฮโดรเจน = 1.00782 u = 1 g / mole มวลอะตอมของฮเลยม = 4.00260 u มวลของอเลกตรอนและโพซตรอน = 0.00055 u NA = 6.0 x 1023 , 1 u = 900 MeV 1. 1.8 x 1025 MeV 2. 3.7 x 1025 MeV 3. 1.8 x 1027 MeV 4. 3.7 x 1027 MeV

32(แนว En) ถาพลงงานยดเหนยวตอนวคลออนของ C12 และ C13 เทากบ 7.7 และ 7.5 MeV ตอนวคลออนตามล าดบ จงหาพลงงานอยางนอยในหนวย MeV ทตองใชในการ ดงนวตรอนตวหนงออกจาก C13 33. ในการทดลองระเบดนวเคลยรลกหนงใช U235

92 ท าใหเกดฟชชน ไดพลงงานทงสน 9.0 x 1012 จล หลงจากการระเบดมวลทหายไปทงสนกกโลกรม 1. 1 2. 10–2 3. 10–4 4. 10–5 34. เมอนวเคลยส U235

92 เกดฟชชนจะใหพลงงานประมาณ 200 MeV จงค านวณวาจะตองเกด

ปฏกรยาฟชชนกครงใน 1 วนาท จงจะไดก าลง 1 เมกะวตต 1. 2.5 x 1016 ครง 2. 3.1 x 1016 ครง 3. 5.0 x 1016 ครง 4. 7.3 x 1016 ครง 35. วตถทใชเปนเชอเพลงปรมาณในปจจบนนอกจาก U-235 แลวยงม 1. U–238 2. Au–198 3. Pu–239 4. Na–34


31

เฉลยบทท 20 ฟสกส นวเคลยร

1. ตอบขอ 2. 2. ตอบขอ 2. 3. ตอบขอ 2. 4. ตอบขอ 3. 5. ตอบขอ 4. 6. ตอบขอ 1. 7. ตอบขอ 4. 8. ตอบขอ 4. 9. ตอบขอ 4. 10. ตอบขอ 1. 11. ตอบขอ 2. 12. ตอบขอ 1. 13. ตอบขอ 1. 14. ตอบขอ 3. 15. ตอบขอ 4. 16. ตอบขอ 2. 17. ตอบขอ 2. 18. ตอบ 124 19. ตอบขอ 4. 20. ตอบขอ 4. 21. ตอบขอ 3. 22. ตอบขอ 2. 23. ตอบขอ 4. 24. ตอบขอ 4. 25. ตอบขอ 2. 26. ตอบขอ 2. 27. ตอบขอ 2. 28. ตอบ 16800 29. ตอบ 1 30. ตอบ 100 31. ตอบขอ 2. 32. ตอบ 25 33. ตอบขอ 2. 34. ตอบ 1.93 35. ตอบขอ 4. 36. ตอบขอ 1. 37. ตอบขอ 4. 38. ตอบขอ 2. 39. ตอบขอ 4. 40. ตอบขอ 2. 41. ตอบขอ 1. 42. ตอบขอ 2. 43. ตอบขอ 1. 44. ตอบขอ 3. 45. ตอบขอ 3. 46. ตอบ 9.31 47. ตอบ 15.6 48. ตอบ 5.7 49. ตอบขอ 4. 50. ตอบ 28.2 51. ตอบขอ 4.


32

เฉลยตะลยโจทยท วไป บทท 20 ฟสกส นวเคลยร

1. ตอบขอ 3. 2. ตอบขอ 3. 3. ตอบขอ 2. 4. ตอบขอ 2. 5. ตอบขอ 3. 6. ตอบขอ 3. 7. ตอบขอ 1. 8. ตอบขอ 1. 9. ตอบขอ 3. 10. ตอบขอ 1. 11. ตอบขอ 3. 12. ตอบขอ 3. 13. ตอบขอ 2. 14. ตอบ 28 15. ตอบ 16 16. ตอบขอ 4. 17. ตอบขอ 3. 18. ตอบขอ 3. 19. ตอบขอ 2. 20. ตอบขอ 1. 21. ตอบ 1.386 22. ตอบขอ 3. 23. ตอบขอ 2. 24. ตอบขอ 4. 25. ตอบขอ 1. 26. ตอบขอ 3. 27. ตอบ 110 28. ตอบ 8.61 29. ตอบ 1.84 30. ตอบขอ 3. 31. ตอบขอ 4. 32. ตอบ 5.1 33. ตอบขอ 3. 34. ตอบขอ 2. 35. ตอบขอ 3.

Documents

ติวสบายฟิสิกส์ เล่ม 5 บท ... · 2017-02-12 · @ อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีจานวนโปรตอนเท่ากัน