အယ်လ်ဖာ (α) ပြိုကွဲခြင်းကို ဆွေးနွေးသည့် ဥပမာမေးခွန်းများ
Pendahuluan
ရေဒီယိုသတ္တိကြွပြိုကွဲခြင်းဆိုသည်မှာ မတည်မငြိမ်သော အက်တမ်နျူကလိယများသည် ရောင်ခြည်အမှုန်အမွှားများကို ထုတ်လွှတ်ခြင်းဖြင့် စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးသည့် ဖြစ်စဉ်ဖြစ်သည်။ ရူပဗေဒတွင် မကြာခဏ ဆွေးနွေးလေ့ရှိသော ရေဒီယိုသတ္တိကြွပြိုကွဲခြင်း အမျိုးအစားတစ်ခုမှာ အယ်လ်ဖာ (α) ပြိုကွဲခြင်းဖြစ်သည်။ အယ်လ်ဖာပြိုကွဲခြင်းတွင် နျူကလိယတစ်ခုသည် ဟီလီယမ်-၄ နျူကလိယနှင့် ညီမျှသော ပရိုတွန်နှစ်ခုနှင့် နျူထရွန်နှစ်ခုပါဝင်သော အယ်လ်ဖာအမှုန်တစ်ခုကို ထုတ်လွှတ်သည်။ အယ်လ်ဖာပြိုကွဲခြင်းကို နားလည်ခြင်းသည် နျူကလီးယားရူပဗေဒ၊ ဓာတုဗေဒနှင့် ရေဒီယိုသတ္တိကြွမှုနှင့် ဆက်စပ်သော အခြားနယ်ပယ်များတွင် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင် အယ်လ်ဖာပြိုကွဲခြင်း၏ ဥပမာတစ်ခုကို ဆွေးနွေးပြီးနောက် ဤသဘောတရားကို ကျွန်ုပ်တို့၏ နားလည်မှုကို အားဖြည့်ရန် ဆွေးနွေးပါမည်။
Alpha Decay အကြောင်း မိတ်ဆက်
အယ်လ်ဖာယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းသည် ယိုယွင်းနေသော အက်တမ်၏ နျူကလိယတွင် ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ နျူကလိယတစ်ခုသည် အယ်လ်ဖာအမှုန်တစ်ခုကို ထုတ်လွှတ်သောအခါ ၎င်း၏ အက်တမ်နံပါတ်သည် နှစ်ဆလျော့ကျပြီး ၎င်း၏ ဒြပ်ထုနံပါတ်သည် လေးဆလျော့ကျသည်။ ၎င်းကို အောက်ပါ အထွေထွေညီမျှခြင်းဖြင့် ဖော်ပြနိုင်သည်-
\( _{Z}^{A}X \rightarrow _{Z-2}^{A-4}Y + _{2}^{4}\alpha \)
ဘယ်နေရာ:
– \( _{Z}^{A}X \) သည် (ယိုယွင်းခြင်းမပြုမီ) ကနဦး နျူကလိယ ဖြစ်သည်။
– \( _{Z-2}^{A-4}Y \) သည် (ယိုယွင်းပျက်စီးပြီးနောက်) နျူကလိယအသစ်ဖြစ်သည်။
– \( _{2}^{4}\alpha \) သည် ထုတ်လွှတ်လိုက်သော အယ်လ်ဖာအမှုန် ဖြစ်သည်။
အယ်လ်ဖာ ပြိုကွဲခြင်း ဥပမာပြဿနာ
မေးခွန်း ၁:
ယူရေနီယမ်-၂၃၈ (\( _{92}^{238}U \)) သည် အယ်လ်ဖာထုတ်လွှတ်မှုမှတစ်ဆင့် ယိုယွင်းပျက်စီးသည်။ အယ်လ်ဖာယိုယွင်းမှုတစ်ကြိမ်ပြီးနောက် ထုတ်လုပ်သော ဒြပ်စင်အသစ်ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။
ဆွေးနွေးချက်:
ဤပြဿနာကိုဖြေရှင်းရန်အတွက်၊ အယ်လ်ဖာပြိုကွဲခြင်း၏ အခြေခံမူများကို အသုံးပြုပါမည်။
၁။ အယ်လ်ဖာပြိုကွဲမှုတုံ့ပြန်မှုကို ရေးပါ-
\( _{92}^{238}U \rightarrow _{Z}^{A}Y + _{2}^{4}\alpha \)
၂။ ဒြပ်စင်အသစ်အတွက် Z နှင့် A တန်ဖိုးများကို ဆုံးဖြတ်ပါ။
အယ်လ်ဖာအမှုန်များတွင် အက်တမ်နံပါတ် ၂ နှင့် ဒြပ်ထုနံပါတ် ၄ ရှိသောကြောင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့ အောက်ပါအတိုင်း တွက်ချက်နိုင်သည်-
– ဒြပ်စင်အသစ်၏ အက်တမ်နံပါတ်၊ \( Z = 92 – 2 = 90 \)
– ဒြပ်စင်အသစ်၏ ဒြပ်ထုအရေအတွက်၊ \( A = 238 – 4 = 234 \)
၃။ အက်တမ်နံပါတ် ၉၀ ရှိသော ဒြပ်စင်ကို ရှာပါ။
ဒြပ်စင်ဇယားအရ အက်တမ်နံပါတ် ၉၀ ရှိသော ဒြပ်စင်မှာ သိုရီယမ် (Th) ဖြစ်သည်။
ထို့ကြောင့် ဖွဲ့စည်းထားသော ဒြပ်စင်အသစ်မှာ သိုရီယမ်-၂၃၄ (\( _{90}^{234}Th \)) ဖြစ်သည်။ တုံ့ပြန်မှု အပြည့်အစုံမှာ-
\( _{92}^{238}U \rightarrow _{90}^{234}Th + _{2}^{4}\alpha \)
မေးခွန်း ၁:
ရေဒီယမ်-၂၂၆ (\( _{88}^{226}Ra \)) သည် အယ်လ်ဖာအမှုန်တစ်ခုထုတ်လွှတ်ပြီးနောက် ရေဒွန်-၂၂၂ သို့ ယိုယွင်းသွားသည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်တွင် စွမ်းအင်မည်မျှထုတ်လွှတ်သနည်း။ (အမှုန်ထုထည် လျစ်လျူရှုထားခြင်းကို ယူဆပြီး စံအက်တမ်ထုထည်များကို အသုံးပြုပါ- \( ^{226}Ra = 226.025402 \), \( ^{222}Rn = 222.017570 \), နှင့် \( ^{4}He = 4.002602 \); 1 အက်တမ်ထုထည်ယူနစ် \( \approx \) 931 MeV/c²)
ဆွေးနွေးချက်:
အယ်လ်ဖာပြိုကွဲမှုအတွင်း ထုတ်လွှတ်လိုက်သော စွမ်းအင်ကို ကနဦး နျူကလိယနှင့် နောက်ဆုံးထုတ်ကုန်နှင့် အယ်လ်ဖာအမှုန်အကြား ဒြပ်ထုကွာခြားချက်မှ တွက်ချက်နိုင်ပြီး E=mc² ညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ စွမ်းအင်အဖြစ် ပြောင်းလဲနိုင်သည်။
၁။ ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းမပြုမီနှင့် ယိုယွင်းပြီးနောက် ဒြပ်ထုကွာခြားချက်ကို တွက်ချက်ပါ။
ယိုယွင်းမှုမတိုင်မီ ဒြပ်ထု (ရေဒီယမ်-၂၂၆):
\( m_{\text{before}} = ၂၂၆.၀၂၅၄၀၂ \)
ယိုယွင်းပျက်စီးပြီးနောက် ဒြပ်ထု (ရေဒွန်-၂၂၂) နှင့် အယ်လ်ဖာအမှုန်-
\( m_{\text{after}} = ၂၂၂.၀၁၇၅၇၀ + ၄.၀၀၂၆၀၂ = ၂၂၆.၀၂၀၁၇၂ \)
အလေးချိန်ကွာခြားချက်:
\( \Delta m = ၂၂၆.၀၂၅၄၀၂ – ၂၂၆.၀၂၀၁၇၂ = ၀.၀၀၅၂၃၀ \) u
၂။ ဒြပ်ထုကွာခြားချက်ကို စွမ်းအင်အဖြစ်ပြောင်းလဲပါ-
ထုတ်လွှတ်သော စွမ်းအင်၊ (E = Δm/931) MeV
\( E = 0.005230 x 931 MeV)
\( E \approx 4.866 \) MeV
ထို့ကြောင့် ရေဒီယမ်-၂၂၆ မှ ရေဒွန်-၂၂၂ သို့ အယ်လ်ဖာပြိုကွဲမှုတွင် ထုတ်လွှတ်သော စွမ်းအင်မှာ 4.866 MeV ခန့်ဖြစ်သည်။
Alpha Decay ၏ သက်ရောက်မှုများနှင့် အသုံးချမှုများ
အယ်လ်ဖာပြိုကွဲခြင်းသည် သိပ္ပံနှင့်နည်းပညာတွင် သက်ရောက်မှုများနှင့် အသုံးချမှုများစွာရှိသည်။ ၎င်းတို့ထဲမှအချို့မှာ-
၁။ ရေဒီယိုမက်ထရစ် ရက်စွဲခြင်း- ဤနည်းလမ်းသည် အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ အသက်ကို ဆုံးဖြတ်ရန် ရေဒီယိုသတ္တိကြွ ယိုယွင်းပျက်စီးမှုကို အသုံးပြုသည်။ ယူရေနီယမ်-ခဲ ရက်စွဲခြင်းသည် အယ်လ်ဖာ ယိုယွင်းပျက်စီးမှုသည် ကျောက်များနှင့် သတ္တုများ၏ အသက်ကို ဆုံးဖြတ်ရာတွင် အထောက်အကူပြုသည့် ဥပမာတစ်ခုဖြစ်သည်။
၂။ ကင်ဆာကုထုံး- အယ်လ်ဖာအမှုန်များထုတ်လွှတ်သော အိုင်ဆိုတုပ်အချို့သည် ကင်ဆာကုသမှုတွင် အသုံးပြုကြသည်။ အယ်လ်ဖာအမှုန်များသည် အကွာအဝေးတိုပြီး စွမ်းအင်မြင့်မားသောကြောင့် ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ ကျန်းမာသောတစ်ရှူးများကို မထိခိုက်စေဘဲ ပစ်မှတ်ထားဧရိယာရှိ ကင်ဆာဆဲလ်များကို သတ်ပစ်နိုင်သည်။
၃။ နျူကလီးယားဘေးကင်းရေး- အယ်လ်ဖာထုတ်လွှတ်သော အိုင်ဆိုတုပ်အချို့သည် ရှူရှိုက်မိပါက သို့မဟုတ် မျိုချမိပါက အလွန်အန္တရာယ်များနိုင်သောကြောင့် အယ်လ်ဖာပြိုကွဲခြင်းကို နားလည်ခြင်းသည် နျူကလီးယားပစ္စည်းများ ဒီဇိုင်းဆွဲခြင်းနှင့် သိုလှောင်ခြင်းတွင် အရေးကြီးပါသည်။
၄။ မီးခိုးရှာဖွေစက်များ- မီးခိုးရှာဖွေစက်အချို့သည် အခန်းအတွင်းရှိ မီးခိုးကို ရှာဖွေရန် အယ်လ်ဖာအမှုန်များထုတ်လွှတ်သည့် အိုင်ဆိုတုပ်များကို အသုံးပြုသည်။ အယ်လ်ဖာအမှုန်များသည် ရှာဖွေစက်အတွင်းရှိ လေထုကို အိုင်းယွန်းဓာတ်ပြုစေပြီး မီးခိုးက ဤလုပ်ငန်းစဉ်ကို အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေသောအခါ အချက်ပေးသံ မြည်လာသည်။
နိဂုံး
အယ်လ်ဖာပြိုကွဲခြင်းသည် သိပ္ပံနယ်ပယ်အမျိုးမျိုးနှင့် နည်းပညာအသုံးချမှုများတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည့် ရေဒီယိုသတ္တိကြွပြိုကွဲမှုအမျိုးအစားတစ်ခုဖြစ်သည်။ အယ်လ်ဖာပြိုကွဲမှုဥပမာများကို နားလည်ခြင်းဖြင့် ဤပြိုကွဲမှုကိုဖြစ်စေသော နျူကလီးယားလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် ၎င်း၏စွမ်းအင်ဆိုင်ရာသက်ရောက်မှုများကို ကျွန်ုပ်တို့ ပိုမိုနားလည်နိုင်ပါသည်။ အယ်လ်ဖာပြိုကွဲမှုတွင် ဒြပ်ထုနံပါတ်နှင့် အက်တမ်နံပါတ်တွင် ရိုးရှင်းသောပြောင်းလဲမှုများ ပါဝင်သော်လည်း၊ ကျွန်ုပ်တို့၏ကမ္ဘာအပေါ် ၎င်း၏သက်ရောက်မှုသည် အထူးသဖြင့် ဘူမိဗေဒဆိုင်ရာအချိန်ထိန်းသိမ်းမှု၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာအသုံးချမှုများနှင့် လုံခြုံရေးတို့နှင့်ဆက်စပ်၍ သိသာထင်ရှားနိုင်သည်။ အယ်လ်ဖာပြိုကွဲမှုလေ့လာမှုသည် ဆက်လက်တိုးတက်နေပြီး သုတေသနနှင့် နည်းပညာအသုံးချမှုများတွင် မိုးကုပ်စက်ဝိုင်းအသစ်များကို ဖွင့်လှစ်ပေးနေပါသည်။
