အႏ်ဴျမဴ စည္းေႏွာင္စြမ္းအင္

ႏ်ဴကလီးယားသည္ ပရိုတြန္၊ ႏ်ဴထရြန္၊ အီလက္ထရြန္တို႕ျဖင့္ ဖြဲ႕စည္းထားေသာ အက္တမ္၏ အတြင္းပိုင္း ႏ်ဴကလိယက္စ္ကို ေလ့လာေသာ ဘာသာရပ္ ျဖစ္သည္။ အက္တမ္၏ ႏ်ဴကလိယက္စ္တြင္ ႏ်ဴကလီယြန္ ( Nucleons ) မ်ား ျဖစ္သည္႕ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္မရွိေသာ ႏ်ဴထရြန္ႏွင့္ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္ဖိုသတၱိေဆာင္ ပရိုတြန္မ်ား စုေ၀းေနျပီး၊ ဓာတ္မေဆာင္ အီလက္ထရြန္မ်ားက လွည္႕ပတ္ေနၾကသည္။ တူညီေသာ လွ်ပ္စစ္ေဆာင္ မႈန္မ်ား တြန္းကန္ျပီး၊ မတူညီေသာ လွ်ပ္စစ္ေဆာင္အမႈန္မ်ား ဆြဲငင္ေသာ လွ်ပ္စစ္သီအိုရီအရ ႏ်ဴကလိယက္စ္ အတြင္းရွိ ဓာတ္ဖိုေဆာင္ေသာ ပရိုတြန္ အမႈန္မ်ားသည္လည္း အခ်င္းခ်င္းတြန္းကန္ေနၾကသည္။ သို႕ေသာ္ အဘယ္ေၾကာင့္ ႏ်ဴကလိယက္စ္အတြင္း ပရိုတြန္မ်ား စုေ၀းေနႏုိင္ၾကသနည္း ? 

Structure of carbon atom

³⁵₁₇Cl အက္တမ္သည္ ပရိုတြန္= ၁၇လံုး၊ အီလက္ထရြန္ ၁၇လံုး၊ ႏ်ဴထရြန္ ၁၈လံုး ျဖင့္ဖြဲ႕စည္းထားသည္။ ( ပရုိတြန္၊ ႏ်ဴထရြန္၊ အီလက္ထရြန္ ရွာနည္း ) ပရိုတြန္တစ္လံုး အေလးခ်ိန္သည္ 1.00773 a.m.u( a.m.u = atomic mass unit ) ႏ်ဴထရြန္တစ္လံုး အေလးခ်ိန္သည္ 1.0087 a.m.u၊ အီလက္ထရြန္တစ္လံုး အေလးခ်ိန္္သည္ 0.000548 a.m.u ျဖစ္သည္။

ပရိုတြန္ စုစုေပါင္း အေလးခ်ိန္ = 17 × 1.00773 a.m.u = 17.131 a.m.u

ႏ်ဴထရြန္ စုစုေပါင္း အေလးခ်ိန္ = 18 × 1.0087 a.m.u = 18.157 a.m.u

အီလက္ထရြန္ စုစုေပါင္း အေလးခ်ိန္ = 17 × 0.000548 a.m.u = 0.0093 a.m.u

ပရိုတြန္၊ ႏ်ဴထရြန္၊ အီလက္ထရြန္ စုစုေပါင္း အေလးခ်ိန္ = 17.131 a.m.u + 18.157 a.m.u + 0.0093 a.m.u = 35.29 a.m.u

³⁵₁₇Cl ၏ အေလးခ်ိန္သည္ 34.9689 a.m.u ျဖစ္သည္။ ၄င္းတြင္ ပါ၀င္ဖြဲ႕စည္းထားေသာ ပရိုတြန္၊ ႏ်ဴထရြန္၊ အီလက္ထရြန္ စုစုေပါင္း အေလးခ်ိန္သည္ 35.29 a.m.u ျဖစ္သည္။ အဘယ္ေၾကာင့္ ကလိုရင္ အက္တမ္တစ္လံုး၏ အေလးခ်ိန္သည္ ၄င္းတြင္ ပါ၀င္ေသာ ပရိုတြန္၊ ႏ်ဴထရြန္၊ အီလက္ထရြန္ အမႈန္ စုစုေပါင္း အေလးခ်ိန္ထက္ ေလွ်ာ႕နည္းေနသနည္း ?

ေလွ်ာ႕နည္းသြားေသာအေလးခ်ိန္ = ပရိုတြန္၊ႏ်ဴထရြန္၊အီလက္ထရြန္စုစုေပါင္းအေလးခ်ိန္ - အက္တမ္အေလးခ်ိန္

Mass deficiency ( Δm ) = Sum of protons, neutrons and electrons – actual mass of atom = 35.29 a.m.u - 34.9689 a.m.u = 0.321 a.m.u 

အဘယ္ေၾကာင့္ အက္တမ္တစ္လံုး၏ အေလးခ်ိန္သည္ ၄င္းတြင္ ပါ၀င္ေသာ ပရိုတြန္၊ ႏ်ဴထရြန္၊ အီလက္ထရြန္ အမႈန္ စုစုေပါင္း အေလးခ်ိန္ထက္ ေလွ်ာ႕နည္းေနသနည္း ? ေလွ်ာ႕နည္းသြားေသာ အေလးခ်ိန္္ ( Mass deficiency ) သည္ အဘယ္ေၾကာင့္ ေပ်ာက္ဆံုးသြားသနည္း ? ႏ်ဴကလီးယား ဖခင္ၾကီး တျဖစ္လဲ ကမာၻေက်ာ္သိပၸံံပါရဂူ အဲဘက္အိုင္းစတုိင္းက စြမ္းအင္နဲ႕ ျဒပ္ထု ဆက္စပ္ခ်က္ကို ေဖာ္ထုတ္ခဲ့ပါတယ္။ E = mc² ျဒပ္ထု ( m ) ႏွင့္ အလင္းအလွ်င္ ( c ) ႏွစ္ထပ္ကိန္း ေျမွာက္လွ်င္ စြမ္းအင္ ရရွိပါတယ္။ အလင္းအလွ်င္ ( Velocity of light ) သည္ 3×10⁸ ms^-1 ျဖစ္သည္။ ေလွ်ာ႕နည္းသြားေသာ အေလးခ်ိန္ 0.321 a.m.u သည္ ႏ်ဴကလီးယား စည္းေႏွာင္အား အျဖစ္ေျပာင္းလဲသြားျခင္း ျဖစ္သည္။

Mass deficiency = 0.321 a.m.u (0.321 a.m.u = 0.321 g.mol^-1 = 0.321×10³ kg.mol^-1 )

E = Δmc² = 0.321×10³ kg.mol^-1 × ( 3×10⁸ ms^-1 )² = 2.89×1013 kg.m².s^-2.mol^-1 = 2.89×10¹³ J.mol^-1 ( 1 jole = 1 kg.m².s^-2 )

ရရွိလာေသာ ႏ်ဴကလီးယား စည္းေႏွာင္အား ( Nuclear Binding Energy ) 2.89×10¹³ J.mol^-1 ေၾကာင့္ ဓာတ္ဖိုေဆာင္ ပရိုတြန္မ်ား ႏ်ဴကလိယက္စ္အတြင္း စုေ၀းေနႏုိင္ျခင္း ျဖစ္သည္။ တနည္း ႏ်ဴကလီးယား စည္းေႏွာင္အားသည္ လွ်ပ္စစ္သီအိုရီ Column's Force ထက္မ်ားေနျခင္းေၾကာင့္ ဓာတ္ဖိုေဆာင္ ပရိုတြန္မ်ား ႏ်ဴကလိယက္စ္တြင္း စုေ၀းေနႏုိင္ျခင္းပင္ ျဖစ္ေတာ့သည္။ 

Hydrogen isotopes

ဟိုက္ျဒိဳဂ်င္ အက္တမ္၏ အုိက္ဆိုတုပ္မ်ား ျဖစ္သည္႕ Deuterium ႏွင့္ Tritium ေပါင္းစပ္ၿပီး၊ ဟီလီယမ္အက္တမ္ႏွင့္ ႏ်ဴထရြန္ ျဖစ္လာသည္။ Deuteriumႏွင့္ Tritium တို႕၏ အေလးဆသည္ ၄င္းတို႕ ေပါင္းစပ္ၿပီး၊ ျဖစ္ေပၚလာသည္႕ ဟီလီယမ္အက္တမ္ႏွင့္ ႏ်ဴထရြန္ စုစုေပါင္းအေလးခ်ိန္ထက္ သာလြန္ေနသည္။ အဘယ့္ေၾကာင့္ ျဒပ္ထု ေလွ်ာ႕နည္းသြားသနည္း ? အေၾကာင္းမွာ Deuterium ႏွင့္ Tritium ေပါင္းစပ္ေသာအခါ မ်ားစြာေသာ အပူစြမ္းအင္ ထြတ္ရွိလာၿပီး၊ ေလွ်ာ႕နည္းသြားေသာ အေလးဆမွာ  E = mc² ေဖာ္ျမဴလာအရ စြမ္းအင္အျဖစ္ေျပာင္းလဲသြားျခင္းပင္ ျဖစ္သည္။