สุรศักดิ์ พงศ์พันธุ์สุข
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

คำนำ

          ชีวประวัติของนักวิทยาศาสตร์ 6 ท่านที่มีส่วนร่วมค้นคว้า เพื่อต่อท่อนำเอาพลังงานนิวเคลียร์ ออกมาจาก นิวเคลียสของอะตอมได้สำเร็จ ที่ท่านกำลังจะได้อ่านนี้ อันที่จริงก็คือเรื่องราวประวัติการค้นพบพลังงานนิวเคลียร์ แต่เป็นการเล่าในอีกรูปแบบหนึ่ง ซึ่งนอกจากจะได้เห็นความสำเร็จของการค้นพบ ว่าเกิดขึ้นได้จากอัจฉริยภาพ และบุคลิกเฉพาะตัวของแต่ละบุคคลอย่างแท้จริงแล้ว ท่านผู้อ่านยังจะได้ทราบถึงระบบการทำงานทางวิทยาศาสตร์ ตลอดจนกลิ่นอายวัฒนธรรมของชาติยุโรป โดยเฉพาะภาษา ซึ่งได้เก็บชื่อบุคคล ชื่อเมือง และชื่อสถานที่ ตามชาติภาษาของบุคคลเชื้อชาตินั้น ๆ ที่กำลังกล่าวถึง โดยใช้อ้างอิงตามที่ราชบัณฑิตยสถานได้บัญญัติไว้ ส่วนที่ไม่มีบัญญัติไว้ ก็ใช้หลักการทับศัพท์ของราชบัณฑิตยสถานเช่นกัน

          ผู้เรียบเรียงหวังว่า ท่านผู้อ่านจะได้รับความรู้เกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ แนวคิดหลักการทำงาน ภาษายุโรป และสนุกไปกับเกร็ด “ประวัติศาสตร์กระซิบ” ที่ได้แทรกไว้ ในเนื้อหาชีวประวัติของแต่ละท่านอีกด้วย

ลำดับเหตุการณ์ (Timeline)

• 430 ปีก่อนคริสตกาล ปราชญ์ชาวกรีกชื่อ ดีโมคริตุส เสนอทฤษฎีอะตอมว่า สสารประกอบขึ้นจาก อะตอม (แปลว่าตัดแบ่งไม่ได้) ซึ่งเป็น 1) ของแข็ง 2) แบ่งแยกต่อไปอีกไม่ได้ 3) คงอยู่ไปเป็นนิรันดร์ 4) เป็นเนื้อเดียวและเหมือนกันทุกประการในแต่ละสาร 5) มีจำนวนชนิดที่จำกัด
• 341-270 ปีก่อนคริสตกาล อาริสโตเติล ไม่เห็นด้วยกับดีโมคริตุส และเห็นว่า สสารประกอบขึ้นจาก ธาตุ 4 ชนิด คือ ไฟ ดิน ลม และน้ำ และความคิดนี้ก็เชื่อสืบต่อกันมานับพันปี
• ค.ศ. 1660 ปีแอร์ กาสซองดี เขียนหนังสือต่อต้านแนวคิด ธาตุ 4 ของอาริสโตเติลที่เชื่อถือกันมาเกือบ 2000 ปี
• ค.ศ. 1660 รอเบิร์ต บอล์ย เสนอ ธาตุ ในแนวคิดใหม่โดยสังเกตจากสสารที่รู้จักกันในขณะนั้น เช่น ทองคำ เงิน ว่าประกอบขึ้นจากธาตุชนิดเดียวกัน
• ค.ศ. 1771 อองตวน ลาวัวซีเย รวบรวมจัดทำบัญชีธาตุได้ 28 ธาตุ
• ค.ศ. 1789 มาร์ติน แคล็ปรอท ค้นพบธาตุ ยูเรเนียม และเป็นธาตุที่เกิดตามธรรมชาติที่หนักที่สุด
• ค.ศ. 1828 เยิน ยาคอบ เบอร์เซเลียส ค้นพบธาตุทอเรียม
• ค.ศ. 1868 ดีมีตรี เมนเดเลเยฟ เสนอกฎเกณฑ์การจัดเรียงลำดับธาตุ จากสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของธาตุ และเรียงตามน้ำหนักเชิงอะตอมจากน้อยไปหามาก ซึ่งพัฒนาต่อมาภายหลังเป็น ตารางพีริออดิก
• ค.ศ. 1704 เซอร์ไอแซก นิวตัน เห็นด้วยกับแนวคิดเรื่องอะตอมโดยเขียนไว้ว่า “.....ข้าฯ เชื่อว่าพระเจ้าสร้าง สสาร จากอนุภาคที่เป็นของแข็ง มีมวลมาก แข็ง เจาะทะลวงไปไม่ได้ และเคลื่อนที่ได้... พระเจ้าอาจสร้างสสาร ขึ้นจากอนุภาคที่มีหลากหลายขนาดและรูปร่าง..."
• ค.ศ. 1803 จอห์น ดอลตัน เสนอว่า อะตอม มีอยู่จริง และได้ตีพิมพ์ตารางน้ำหนักของอะตอมชนิดต่าง ๆ เป็นครั้งแรก และเป็นจุดเริ่มต้นของ ทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่
• ค.ศ.1833 ไมเคิล ฟาราเดย์ ค้นพบกฎทางเคมีไฟฟ้าว่า (ถ้ายอมรับทฤษฎีอะตอมแล้ว) อะตอมของสสาร ที่มาทำปฏิกิริยากันได้พอดี จะสัมพันธ์กันด้วยปริมาณไฟฟ้าที่เท่ากัน
• ค.ศ. 1855 ไฮน์ริช ไกส์สเลอร์ พัฒนาปั๊มสุญญากาศแบบใช้ปรอท และนำมาทำสุญญากาศในหลอดแก้ว ที่มีขั้วไฟฟ้าแคโทดและแอโนดอยู่ที่ปลายหลอดแต่ละข้าง เรียกว่า หลอดไกส์สเลอร์ ซึ่งมีผู้พัฒนาต่อไปเป็น หลอดรังสีแคโทด ซึ่งเมื่อผ่านรังสีเข้าไปในหลอด จะมีแสงเรืองสีเขียวเกิดขึ้นในหลอดเรียกว่า รังสีแคโทด ซึ่งนักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งเชื่อว่า เป็นคลื่นแบบเดียวกับรังสีอัลตราไวโอเลต
• ค.ศ. 1858-1865 ยูลีอุส พลือเคอร์ พัฒนาหลอดรังสีแคโทด และศึกษาสมบัติของรังสีแคโทด ว่าเกิดการเบนได้เมื่อแหย่แท่งแม่เหล็กไปที่หลอด
• ค.ศ. 1869 โยฮัน ฮิตทอร์ฟ แสดงให้เห็นว่า รังสีแคโทดเคลื่อนไปเป็นเส้นตรง จากแคโทดไปยังปลายหลอดด้านแอโนด โดยติดตั้งของแข็งบังระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองไว้ในหลอด
• ค.ศ. 1871 เซอร์วิลเลียม ครูกส์ เสนอว่ารังสีแคโทดประกอบด้วยโมเลกุลที่ได้รับประจุลบจากแคโทด และถูกแคโทดผลักออกมา
• ค.ศ. 1876 ออยเกน โกลด์ชไตน์ ศึกษารังสีแคโทด และเป็นครั้งแรกที่เสนอให้เรียกชื่อว่า รังสีแคโทด
• ค.ศ. 1881 เฮอร์แมน ลุดวิก ฟอน เฮล์มโฮลตส์ แสดงให้เห็นว่าประจุไฟฟ้าในอะตอมมีขนาดจำเพาะเป็นส่วน ๆ กล่าวคือ ไฟฟ้ามีหน่วยที่เล็กที่สุดขนาดหนึ่ง
• ค.ศ. 1884 สวันเต อาร์เรเนียส เสนอในวาทนิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขาว่า โมเลกุลหรืออะตอม ที่ตามปกติไม่มีประจุไฟฟ้า อาจเกิดมีประจุไฟฟ้าบวกหรือลบได้ (เรียกว่าไอออน)
• ค.ศ. 1892 ฟิลิปป์ ฟอน เลนาร์ด เจาะช่องหน้าต่างที่ปลายหลอดรังสีแคโทดด้านแอโนด และปิดด้วย แผ่นอะลูมิเนียม พบว่าเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในหลอด รังสีแคโทดที่เกิดขึ้น สามารถผ่านแผ่นอะลูมิเนียม ออกมาได้ ซึ่งเป็นการเข้าใจผิด เพราะรังสีที่ผ่านออกมานั้นพิสูจน์ในภายหลังว่าคือ รังสีเอกซ์
• ค.ศ. 1894 โจเซฟ ทอมสัน ศึกษารังสีแคโทด พบว่าเคลื่อนไปด้วยความเร็วต่ำกว่าแสงเป็นอันมาก
• ค.ศ. 1894 จอร์จ สโตนีย์ เสนอคำว่า อิเล็กตรอน สำหรับเรียกหน่วยที่เล็กที่สุดของไฟฟ้า
• ค.ศ. 1895 ชอง บัปติสต์ เปแรง พิสูจน์ว่ารังสีแคโทดไม่ใช่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แต่เป็นอนุภาคที่มีมวล
• ค.ศ. 1895 วิลเฮล์ม เรินต์เกน ค้นพบรังสีเอกซ์เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ว่าทะลุผ่านออกมา จากหลอดรังสีแคโทด
• ค.ศ. 1896 อองรี แบ็กเกอแรล ค้นพบปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี คือ พบว่าธาตุยูเรเนียมมีการปล่อยรังสี ออกมา
• ค.ศ. 1897 โจเซฟ ทอมสัน ค้นพบ อิเล็กตรอน กล่าวคือ พบว่ารังสีแคโทดก็คือกระแสของอนุภาคอิเล็กตรอน และพิสูจน์ว่าอนุภาคนี้มีประจุลบ นอกจากนี้ยังพบว่าอิเล็กตรอนมีขนาดเล็กกว่าอะตอมธาตุไฮโดรเจน ซึ่งทราบกันว่าเป็นอะตอมที่มีขนาดเล็กที่สุดประมาณ 2000 เท่าตัว นับเป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบ อนุภาคที่เล็กกว่าอะตอม
• ค.ศ. 1899 โจเซฟ ทอมสัน พิสูจน์ว่า ไอออนของอะตอมไฮโดรเจนซึ่งมีประจุเป็นบวก มีขนาดของประจุเท่ากับ ขนาดประจุลบของอิเล็กตรอน (ประจุตรงข้ามกันแต่มีขนาดประจุเท่ากัน)
• ค.ศ. 1899 เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด พบว่ารังสีที่ปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสีปล่อยออกมามี 2 ชนิด ซึ่งชนิดหนึ่งเป็นอนุภาคมีประจุบวกเขาให้ชื่อว่า รังสีแอลฟา และอีกชนิดหนึ่งเป็นอนุภาคมีประจุลบเขาให้ชื่อว่า รังสีบีตา
• ค.ศ. 1900 แบ็กเกอแรล ตรวจสอบรังสีบีตาพบว่าก็คืออนุภาคอิเล็กตรอน
• ค.ศ. 1900 ปอล วียาร์ ค้นพบรังสีแกมมา กล่าวคือเขาพบว่า อันที่จริงปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี ยังปล่อยรังสี ชนิดที่ 3 ซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเดียวกับรังสีเอกซ์ออกมาด้วย เรียกว่า รังสีแกมมา
• ค.ศ. 1902 ลอร์ดเคลวิน เสนอแนะว่าเนื่องจากตามปกติอะตอมไม่มีประจุ แต่ในสารอิเล็กโทรไลต์ อะตอมมีประจุได้ ดังนั้นอะตอมคงเป็นสารเนื้อเดียวที่มีประจุบวก และมีอนุภาคอิเล็กตรอนที่มีประจุลบฝังตัวอยู่ โดยมีประจุบวกและประจุลบเท่า ๆ กัน
• ค.ศ. 1902 เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด พบว่าธาตุที่เกิด ปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี เมื่อปล่อยรังสีออกมาแล้ว ยังเกิด การแปรธาตุ เป็นธาตุอื่นด้วย
• ค.ศ. 1903-1904 โจเซฟ ทอมสัน ทดสอบพบว่าอะตอมมีเสถียรภาพสูงมาก จึงสนับสนุนความคิดของ ลอร์ดเคลวิน คือเห็นว่า โครงสร้างของอะตอมมีลักษณะเหมือนก้อนเค้กพุดดิงพลัมที่มีประจุบวก และมีลูกเกดหรือเศษชิ้นลูกพลัมที่เทียบได้กับอนุภาคอิเล็กตรอน กระจายอยู่ในเนื้อเค้กพุดดิง โครงสร้างของอะตอมแบบนี้ได้ชื่อว่า plum pudding model
• ค.ศ. 1905 แอลเบิร์ต ไอนสไตน์ เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพระหว่างมวลและพลังงาน อันเป็นที่มาของ สมการมวลและพลังงาน E=mc²
• ค.ศ. 1906-1911 เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด กับผู้ช่วยคือ ฮันส์ ไกเกอร์ และ เออร์เนสต์ มาร์สเดน ศึกษาการกระเจิงของรังสีแอลฟาที่มีประจุบวกทะลุผ่านแผ่นไมกา ภายหลังใช้แผ่นทองคำเปลว เพื่อพิสูจน์ว่าโครงสร้างของอะตอมเป็นแบบขนมพุดดิงลูกพลัมหรือไม่
• ค.ศ. 1911 รัทเทอร์ฟอร์ด ค้นพบ นิวเคลียส ของอะตอม โดยสรุปจากการทดลองหลายปีที่ผ่านมา ว่าอะตอมมีโครงสร้างที่มีนิวเคลียสประจุบวกเล็ก ๆ อยู่ตรงกลาง และเนื้อที่ส่วนใหญ่ของอะตอมแทบว่างเปล่า โดยมีอนุภาคอิเล็กตรอนที่มีประจุลบอยู่รอบ ๆ นิวเคลียส
• ค.ศ. 1913 นีลส์ โบร์ เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียส ว่ามีสถานะพลังงานเป็นช่วง ๆ (หรือควอนตัม)
• ค.ศ. 1913 เฮนรี โมสลีย์ ใช้สเปกตรัมของรังสีเอกซ์ของแต่ละธาตุเป็นตัวกำหนด “เลขเชิงอะตอม” ซึ่งใช้สำหรับเรียงลำดับธาตุในตารางพีริออดิก
• ค.ศ. 1913 ฮันส์ ไกเกอร์ ประดิษฐ์เครื่องวัดรังสีขึ้นเป็นครั้งแรก เรียกว่า survey meter
• ค.ศ. 1919 เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เสนอแนวคิดว่า นิวเคลียสของอะตอมมีอนุภาคที่ไม่มีประจุไฟฟ้ารียกว่า นิวตรอน อยู่ด้วย
• ค.ศ. 1920 เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ค้นพบ โปรตอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่เป็นองค์ประกอบของนิวเคลียส และมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก
• ค.ศ. 1932 เจมส์ แชดวิก ค้นพบ นิวตรอน เป็นองค์ประกอบในนิวเคลียสของอะตอม จากการทดลองการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์
• ค.ศ. 1932 แพทริก แบลกเกตต์ และ เดวิด แอนเดอร์สัน ต่างคนต่างค้นพบ โพซิตรอน
• ค.ศ. 1932 จอน ค็อกครอฟต์ และ เออร์เนสต์ วอลตัน ประดิษฐ์ เครื่องเร่งอนุภาค สำหรับใช้ระดมยิงอนุภาคเข้าไปในนิวเคลียส
• ค.ศ. 1933 โวล์ฟกัง เพาลี เสนอว่าในนิวเคลียสมีอนุภาคอื่นอีกเรียกว่า นิวทริโน
• ค.ศ. 1934 อีแรน และ เฟรเดริก โชลีโย-กูรี แสดงให้เห็น ปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสีโดยมนุษย์ทำให้เกิดขึ้น ได้เป็นครั้งแรก โดยการระดมยิงอะลูมิเนียมด้วยรังสีแอลฟา แล้วเกิดการแปรธาตุไปเป็นฟอสฟอรัส
• ค.ศ. 1935 ฮิเดะกิ ยุกะวะ เสนอทฤษฎี แรงนิวเคลียร์ ภายในนิวเคลียส โดยมีอนุภาคมีซอน ทำให้นิวตรอนเกาะกับโปรตอนได้
• ค.ศ. 1939 ออทโท ฮาน และ ฟริตซ์ ชตราสส์มันน์ ระดมยิงอะตอมยูเรเนียมด้วยนิวตรอน และสังเกตพบ การแบ่งแยกนิวเคลียส หรือ ฟิชชัน เกิดขึ้น โดยเกิดเป็นอะตอมแบเรียมและคริปทอน
• ค.ศ. 1941 เกล็น ซีบอร์ก ประดิษฐ์ธาตุ พลูโทเนียม-239 ซึ่งเป็นธาตุหลังยูเรเนียม
• ค.ศ. 1942 เอนรีโก แฟร์มี นำทีมสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องแรกของโลกชื่อว่า ชิคาโกไพล์-1 ซึ่งสามารถทำให้เกิดและควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่แบ่งแยกนิวเคลียสได้สำเร็จ
• ค.ศ. 1945 เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม โครงการแมนแฮตตัน ของสหรัฐอเมริกา ทดลองจุดระเบิดลูกระเบิดนิวเคลียร์ สำเร็จเป็นครั้งแรก ในทะเลทรายที่ อะลาโมกอร์โด มลรัฐนิวเม็กซิโก
• ค.ศ. 1945 เมื่อวันที่ 6 สหรัฐอเมริกาทิ้งลูกระเบิดยูเรเนียมชื่อว่า ลิตเทิลบอย ที่เมืองฮิโรชิมา และวันที่ 9 สิงหาคม ทิ้งระเบิดพลูโทเนียม แฟตแมน ที่เมืองนางาซากิ ประเทศญี่ปุ่น
• ค.ศ. 1951 การทดลองเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นครั้งแรก ที่ห้องปฏิบัติการวิศวกรรมไอดาโฮ
• ค.ศ. 1956 ไคลด์ โคแวน และ เฟรเดอริก ไรนส์ ทดลองยืนยันว่ามีอนุภาคนิวทริโน
• ค.ศ. 1945 เมอร์รี เกลแมน และ จอร์จ สวิก เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับ ควาร์ก
• ค.ศ. 1969 ริชาร์ด เทเลอร์ เฮนรี เคนดอลล์ และ เจโรม ฟรีดแมน ทำการทดลองที่แสดงว่า โปรตอนและนิวตรอนประกอบด้วยควาร์ก