การค้นพบกัมมันตภาพรังสี

     ในปี พ.ศ.2439 เบคเคอเรล (Henri Becquerel) นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสได้ทำการศึกษาว่า เมื่อสารใดๆเกิดการเรืองแสงจะมีการปล่อยรังสีเอกซ์(x-ray)ออกมาพ้อมกับการเรืองแสงหรือไม่ เขาได้ทำการทดลองกับสารต่างๆที่เกิดการเรืองแสงเมื่อได้รับแสงแดด โดยวางสารเหล่านั้นไว้กลางแดดแล้วตรวจสอบโดยใช้ฟิล์มถ่ายรูปใส่ไว้ในซองกระดาษดำ ซึ่งแสงแดไม่สารถทะลุผ่านไปได้ แล้วนำไปวางไว้ใต้สารที่อยู่กลางแดดซึ่งคาดว่าถ้ามีการปล่อยรังสีเอกซ์ออกมาจากสารนั้น รังสีเอกซ์จะทะลุผ่านซองกระดาษไปยังฟิล์มแล้วทำให้เกิดรอยดำบนฟิล์มเมื่อนำฟิล์มไปล้าง

อ็องตวน อ็องรี เบคเคอเรล (Antoine Henri Becquerel; 15 ธันวาคม ค.ศ. 1852 – 25 สิงหาคม ค.ศ. 1908) นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส เกิดในตระกูลที่มีนักวิทยาศาสตร์ถึง 4 รุ่น ตั้งแต่รุ่นปู่จนกระทั่งรุ่นลูก เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1903 ร่วมกับปีแยร์ กูรี (Pierre Curie) และมารี กูรี (Marie Curie) หลังจากที่เขาถึงแก่กรรม ชื่อสกุลของเขาได้กลายเป็นหน่วยวัดกัมมันตภาพ ในระบบหน่วยเอสไอ คือ เบคเคอเรล (Becquerel) เขียนด้วยสัญลักษณ์ Bq

   ในการทดลองกับสารประกอบยูเรเนียม เบคเคอเรลพบว่ามีรอยดำปรากฏบนฟิล์มดังที่คาดไว้  แต่เขาสรุปเพียงว่ามีรังสีชนิดหนึ่งแผ่ออกมาจากสารประกอบยูเรเนียมและรังสีนี้ทะลุผ่านกระดาษดำไปกระทบฟิล์มทำให้เกิดรอยดำบนฟิล์ม  เขามิได้สรุปว่ารังสีนี้เป็นรังสีเอกซ์เนื่องจากยังไม่ได้ตรวจสอบสมบัติของรังสีนั้นอย่างละเอียด  อย่างไรก็ตามในการทดลองซ้ำในช่วงไม่มีแสงแดด เขาได้นำสารและซองกระดาษดำที่บรรจุฟิล์มไปเก็บไว้ในลิ้นชักหลายวัน เมื่อเขานำฟิล์มที่ทิ้งไว้ในนั้นไปล้างดูโดยคาดว่าคงเห็นรอยจางๆเท่านั้น เขากลับพบว่า รอยดำบนแผ่นฟิล์มมีสีเข้มกว่ารอยดำที่ได้จากการทดลองครั้งแรกที่มีแสงแดด
      เบคเคอเรลจึงสรุปว่าสารประกอบยูเรเนียมปล่อยรังสีชนิดหนึ่งออกมาตลอดเวลาโดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาแสงแดดแต่อย่างใด และรังสีชนิดนี้สามารถทะลุผ่านวัตถุทึบแสงได้ เขายังพบว่าอัตราการปล่อยรังสีของนี้แปรผันตรงกับปริมาณของยูเรเนียม  การศึกษาสมบัติของรังสีที่ได้จากสารประกอบยูเรนียมทำให้รู้ว่า รังสีนั้นมีคุณสมบัติบางประการคล้ายรังสีเอกซ์ เช่นสามารถทะลุผ่านวัตถุต่างๆ และทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนได้ แต่การแผ่รังสีชนิดนี้เกิดขึ้นได้เองตลอดเวลาในขณะที่การแผ่รังสีเอกซ์เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติไม่ได้ นอกจากนี้เบคเคอเรลยังได้พบอีกว่า สารประกอบของยูเรเนียมทุกชนิดจะทำให้เกิดรอยดำบนแผ่นฟิล์มเขาจึงเสนอความคิดว่า รังสีนี้เกิดจากธาตุยูเรเนียม

รอยดำบนแผ่นฟิล์มจากการทดลองของอ็องตวน อ็องรี เบคเคอเรล

     ต่อมา "มารี กูรี และ ปีแอร์ กูรี"  ได้ทดลองกับธาตุบางชนิดเช่น ทอเรียม เรเดียม พอโลเนียม และพบว่ามีการแผ่รังสีเช่นเดียวกับธาตุยูเรเนียม ปรากฏการณ์ที่แผ่รังสีได้เองอย่างต่อเนื่องนี้ เรียกว่ากัมมันตภาพรังสี(Radioactivity) และธาตุที่มีสมบัติแผ่รังสีได้เองเรียกว่า ธาตุกัมมันตรังสี(Radioacive element)

มารี กูรี และ ปีแอร์ กูรี (Marie Curie and Pierre Curie) มารี กูรี (7 พฤศจิกายน ค.ศ. 1867 - 4 กรกฎาคม ค.ศ. 1934) นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวโปแลนด์-ฝรั่งเศส ผู้ค้นพบรังสีเรเดียม ที่ใช้ยับยั้งการขยายตัวของมะเร็ง ซึ่งเป็นโรคร้ายที่ไม่สามารถรักษาให้หายขาดได้ แต่มีอัตราการตายของของคนไข้เป็นอันดับหนึ่งมาทุกยุคสมัย ด้วยผลงานที่มีความสำคัญต่อมนุษยชาติเหล่านี้ ทำให้มารี กูรีได้รับรางวัลโนเบลถึง 2 ครั้ง ในสาขาฟิสิกส์ ค.ศ. 1903 ร่วมกับ ปีแอร์ กูรี และเบคเคอเรล และในสาขาเคมี ปี ค.ศ. 1911 :  ปีแอร์ กูรี (Pierre Curie 15 พฤษภาคม ค.ศ. 1859 – 19 เมษายน ค.ศ. 1906) นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส สามีของมารี กูรี ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์เมื่อ ค.ศ. 1903

     ในเวลาต่อมาพบว่า รังสีที่พบโดยแบ็กเคอเรลเป็นคนละชนิดกับรังสีเอกซ์ รังสีดังกล่าวเป็นรังสีที่ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของธาตุ เมื่อนิวเคลียสของธาตุนั้นอยู่ในสภาวะไม่เสถียร สภาวะไม่เสถียรเกิดจากส่วนประกอบภายในของนิวเคลียสไม่เหมาะสม หมายความว่า ในนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุบวกและนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า สัดส่วนของจำนวนโปรตอนต่อจำนวนนิวตรอนไม่เหมาะสมจนทำให้ธาตุนั้นไม่เสถียร ธาตุนั้นจึงปล่อยรังสีออกมาเพื่อปรับตัวเองให้เสถียร ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ

ประวัติการค้นพบดังนี้

     - รังสีเอกซ์ ถูกค้นพบโดย Wilhelm Conrad Röntgen อย่างบังเอิญเมื่อปี ค.ศ. 1895
     - ยูเรเนียม (Uranium) ค้นพบโดย Becquerel เมื่อปี ค.ศ. 1896 โดยเมื่อเก็บยูเรเนียมไว้กับฟิล์มถ่ายรูป ในที่มิดชิด ฟิล์มจะมีลักษณะ เหมือนถูกแสง จึงสรุปได้ว่าน่าจะมีการแผ่รังสีออกมาจากธาตุยูเรเนียม เขาจึงตั้งชื่อว่า Becquerel Radiation
      - พอโลเนียม (Polonium) ถูกค้นพบและตั้งชื่อโดย มารี กูรี ตามชื่อบ้านเกิด (โปแลนด์) เมื่อปี ค.ศ. 1898 หลังจากการสกัดเอายูเรเนียมออกจาก Pitchblende หมดแล้ว แต่ยังมีการแผ่รังสีอยู่ สรุปได้ว่ามีธาตุอื่นที่แผ่รังสีได้อีกแฝงอยู่ใน Pitchblende นอกจากนี้ กูรียังได้ตั้งชื่อเรียกธาตุที่แผ่รังสีได้ว่า ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Element) และเรียกรังสีนี้ว่า กัมมันตภาพรังสี (Radioactivity)
      - เรเดียม (Radium) ถูกตั้งชื่อไว้เมื่อปี ค.ศ. 1898 หลังจากสกัดเอาพอโลเนียมออกจากพิตช์เบลนด์หมดแล้ว พบว่ายังคงมีการแผ่รังสี จึงสรุปว่ามีธาตุอื่นที่แผ่รังสีได้อีกใน Pitchblende ในที่สุดกูรีก็สามารถสกัดเรเดียมออกมาได้จริง ๆ จำนวน 0.1 กรัม ในปี ค.ศ. 1902

ขอบคุณข้อมูลจาก:scimath