แก้ว

posted on 01 Apr 2007 11:42 by product in Material

นักฟิสิกส์และวิศวกรในสหรัฐอเมริกาค้นพบเป็นครั้งแรกว่าแก้วสามารถคืนสภาพเดิมอย่างสมบูรณ์หลังถูกยิงด้วยอิเลกตรอนพลังงานสูง ผลที่ได้แสดงว่าสถานะแก้วมีความเสถียรอย่างสูงต่อความร้อน ซึ่งขัดแย้งกับความเชื่อก่อนหน้านี้ การค้นพบนี้นอกจากมีความสำคัญต่อความเข้าใจพื้นฐานแล้ว มันอาจบ่งชี้ว่าแก้วมีความเหมาะสมในการนำไปใช้กักเก็บขยะนิวเคลียร์ได้

ธรรมชาติในเรื่องสถานะของแก้วยังเป็นปริศนาหนึ่งที่ยากต่อการเข้าใจ มันเป็นการยากอย่างมากในการศึกษาโครงสร้างของแก้ว ด้วยเหตุที่ว่ามันขาดความเป็นระเบียบในระยะไกล (ที่ระยะไกลกว่าระดับอะตอม ผู้แปล) เช่นเดียวกับของเหลว โครงสร้างของมันก่อตัวขึ้นเมื่อสสารที่หลอมละลายเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วจนอะตอมไม่มีเวลาที่จะจัดตัวของมันเองไปเป็นผลึกที่มีความเป็นระเบียบซึ่งอยู่ในสถานะที่มีพลังงานน้อยว่า และมีความเสถียรมากกว่า

แก้วบางชนิดสามารถคงสภาพโดยไม่สลายตัวได้ยาวนานเป็นพันปี ด้วยเหตุนี้และจากที่รู้กันว่าแก้วสามารถดูดซับรังสีได้ดี ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพวกมันอาจใช้เก็บขยะนิวเคลียร์บางชนิดได้ อย่างไรก็ตาม แก้วที่มีส่วนประกอบ
พื้นฐานเป็นซิลิเคท (silicate) (เป็นแก้วชนิดที่มีอยู่ทั่วไปที่สุด) ถูกทำให้เกิดความเสียหายได้ง่ายด้วยไอออน (อนุภาคมีประจุ) อิเลกตรอน และลำแสงอัลตราไวโอเลต ที่เข้ามากระทบ นอกจากนี้ความเสียหายที่เกิดขึ้นก็ถูกคิดกันว่าไม่สามารถคืนสภาพเดิมได้

เพื่อค้นหาคำตอบของความสงสัยในเรื่องนี้ แอนเดร มัคโฮยัน (Andre Mkhoyan) และผู้ร่วมงานที่มหาวิทยาลัย Cornell University ได้ทำการศึกษาผลจากอิเลกตรอนพลังงานสูงที่มีต่อฟิล์มบางของแก้ว alumino-silicate ที่
บนฟิล์มแก้วบางนั้น ต่อมา พวกเขาก็
ติดตามดูความเสียหายที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง (แบบเรียลไทม์) โดยมองดูว่าโครงสร้างทางเคมีของแก้วเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรด้วยการใช้เทคนิกที่เรียกว่า electron energy loss spectroscopy (EELS) และ "annular dark field" (ADF) imaging จากนั้นจึงเอาลำแสงออก หลังจากนั้นอีกประมาณสองนาที มัคโฮยันและผู้ร่วมงานก็ได้ตรวจสอบ EEL spectra และ ADF images อีกครั้ง พวกเขาพบว่าโครงสร้างของมันเป็นเช่นเดียวกับตอนเริ่มต้นการทดลอง ซึ่งแสดงว่าแก้วคืนสภาพเดิมได้อย่างสมบูรณ์ (ดูภาพในความคิดเห็นที่ 1) ตามการกล่าวอ้างของทีมงาน ผลที่ได้บ่งชี้ว่าแก้วมีความเสถียรอย่างมากต่อความร้อน ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ได้คาดหมายมาก่อนเมื่อกล่าวถึงโครงสร้างอะตอมแบบที่ไร้ระเบียบของมัน

นักวิจัยกล่าวว่าความเสถียรของแก้วเช่นนี้อาจจะหมายถึงการที่เราสามารถใช้มันกักเก็บสารกัมมันตภาพรังสี การทดลองของพวกเราได้แสดงให้เห็นว่าหากใช้แก้วซีลรอบขยะนิวเคลียร์ ความเสียหายของแก้วที่เกิดขึ้น จากการปลดปล่อยรังสีเบต้า (ลำอิเลกตรอน) ของมันจะ สมานได้เอง กล่าวโดยมัคโฮยัน อย่างไรก็ตาม เขากล่าวเสริมว่ายังต้องทำงานวิจัยเพิ่มเติมอีกมากในการศึกษาผลของรังสีชนิดอื่นต่อแก้วเหล่านี้

ขณะนี้ ทีมงานได้วางแผนที่จะศึกษาขีดจำกัดของความสามารถในการคืนสภาพของแก้ว aluminosilicate ว่าจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในส่วนประกอบโครงสร้างเคมีแบบต่าง ๆ และจะค้นหาแก้วที่มีความเสถียรชนิดอื่นด้วย

แหล่งข้อมูลและเอกสารอ้างอิง
ข่าวจาก Physicsweb
http://physicsweb.org/articles/news/10/6/1/1


edit @ 2007/04/05 20:32:42

Comment

Comment:

Tweet

YYCaSs <a href="http://qnjycdcrspkn.com/">qnjycdcrspkn</a>, [url=http://rjwrbxqaljwy.com/]rjwrbxqaljwy[/url], [link=http://lbnelngfivlm.com/]lbnelngfivlm[/link], http://jfeiyvzwtalr.com/

#2 By zjFHgFvroVgmntTAG (173.14.5.140) on 2010-06-23 15:44

ขอบคุณความรู้มากมายที่เอามาลงให้ได้อ่านค่ะbig smile