ปฏิกิริยานิวเคลีย: ไอโซโทป

ไอโซโทป คือนิวเคลียสที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากันแต่จำนวนนิวตรอนต่างกัน เช่น

ไอโซโทปของธาตุชนิดเดียวกันมีสมบัติทางเคมีเหมือนกัน แต่สมบัติทางกายภาพ ต่างกัน ไอโซโทปมีทั้งชนิดเสถียรและไม่เสถียร เช่น ตะกั่วมีไอโซโทป ดังนี้

เป็นไอโซโทปชนิดไอโซโทปกัมมันตรังสี (ไอโซโทปชนิดไม่เสถียร)
ส่วน

เป็นไอโซโทปชนิดเสถียร

แมสสเปกโทรมิเตอร์ (Mass Spectrometer)
เป็นเครื่องมือวิเคราะห์มวลอะตอมของธาตุต่าง ๆ รวมทั้งการวิเคราะห์ไอโซโทปของธาตุชนิดเดียวกันด้วย โดยอาศัยหลัก
1. สมบัติทางกายภาพของไอโซโทปต่างกัน
2. อนุภาคมีประจุไฟฟ้า เคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

รูป 5 ส่วนประกอบที่สำคัญของแมสสเปกโทรมิเตอร์

ส่วนประกอบ
1. บริเวณเร่งอนุภาค ทำให้ไอโซโทปที่เป็นแก๊สมีสภาพเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า และถูกเร่ง ในสนามไฟฟ้า

ได้

2. บริเวณคัดเลือกความเร็ว มีสนามไฟฟ้า

และสนามแม่เหล็ก

ตั้งฉากกัน โดยอนุภาคที่มา จากบริเวณเร่งอนุภาคจะเคลื่อนที่แนวตั้งฉากกับสนามทั้งสอง อนุภาคได้รับแรงจากสนามทั้งสอง โดยทิศของแรงตรงข้ามกัน

อนุภาคที่คัดความเร็วได้พอเหมาะจะทำให้แรงทั้งสองมีค่าเท่ากันเป็นผลให้อนุภาคเคลื่อนที่ผ่าน
สนามทั้งสองในแนวเดิม

รูป 6 หลักการทำงานของส่วนคัดเลือกความเร็ว

จะได้ว่า

หรือ

( 4 )

3. บริเวณวิเคราะห์ มีสนามแม่เหล็ก

อย่างเดียว เมื่ออนุภาคผ่านเข้าสู่บริเวณนี้ แรงจาก สนามแม่เหล็ก

ทำให้อนุภาคเคลื่อนที่แนวโค้งของวงกลม โดยมีรัศมีวงกลมต่างกัน เนื่องจาก มวลของอนุภาคต่างกัน สังเกตจากลูกศรที่กระทบฟิล์มเมื่ออนุภาคเหล่านี้กระทบ กับฟิล์มเกิดรอยดำ บนฟิล์มตรงหมายเลข 1, 2, 3 ตามลำดับ ในสนามแม่เหล็ก