พลังงานการสลายตัว

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

การคำนวณ

ความต่างของพลังงานของรีเอเจนต์เขียนแทนด้วย Q:

${\displaystyle Q=({\text{Kinetic energy}})_{\text{after}}-({\text{Kinetic energy}})_{\text{before}}\,\!}$

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

พลังงานการสลายตัวปกติมีหน่วยพลังงานเป็น MeV (ล้านอิเล็กตรอนโวลต์) หรือ KeV (กิโลอิเล็กตรอนโวลต์)

รูปแบบของการสลายตัวของสารกัมมันตรังสียังรวมถึง

• รังสีแกมมา
• การสลายปลดปล่อยอนุภาคบีตา (พลังงานการสลายตัวถูกแบ่งเป็นการปลดปล่อยอิเล็กตรอนและนิวตริโน ณ.เวลาเดียวกัน)
• การสลายปลดปล่อยอนุภาคอัลฟา

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

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

ตัวอย่าง: สลายกลายเป็น 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

อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref> ไม่ถูกต้อง อ้างอิงที่ไม่มีชื่อต้องมีเนื้อหา==อ้างอิง== Radioactivity Radionuclides Radiation by Joseph Magill and Jean Galy, Springer Verlag, 2005

แหล่งข้อมูลอื่น

• University of Waterloo science 2012-09-04 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน