การศึกษาผลของสนามแม่เหล็กที่มีผลต่อการเกิดกระบวนการ relativistic runaway electron avalanche (RREA)

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ปูรณ์ ประภาโส, ธีร์ธรรม ตรีรยาภิวัฒน์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ปริญญา ศิริมาจันทร์, มิญช์ เมธีสุวกุล

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนกำเนิดวิทย์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ขณะเกิดปรากฏการณ์ฟ้าผ่าจะเกิดปรากฏการณ์ที่ปล่อยรังสีแกมมา ซึ่งเรียกว่า Terrestrial Gamma-ray Flashes (TGFs) อันเกิดจากกระบวนการ Relativistic Runaway Electron Avalanche (RREA) หรือการเพิ่มจำนวนของอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงในบริเวณที่มีความเข้มของสนามไฟฟ้าสูงภายในก้อนเมฆ หลังจากนั้นเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่เข้าใกล้อะตอมในอากาศ จะเกิดการเบี่ยงเบนของอิเล็กตรอน เนื่องมาจากการดึงดูดระหว่างอิเล็กตรอนกับนิวเคลียสด้วยแรงไฟฟ้า และปลดปล่อยพลังงานที่สูญเสียจากการลดความเร็วในรูปของรังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา ซึ่งเรียกว่ากระบวนการ Bremsstrahlung อีกทั้งจากงานวิจัยในอดีตพบว่าทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกที่อยู่บริเวณเดียวกับสนามไฟฟ้าส่งผลต่อการเกิดกระบวนการ RREA ดังนั้นในโครงงานนี้จึงศึกษาผลของทิศทางของสนามแม่เหล็กเมื่อเทียบกับทิศทางของสนามไฟฟ้าว่าจะส่งผลต่ออัตราการเพิ่มปริมาณของอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงเนื่องจากกระบวนการ RREA อย่างไร โดยการศึกษาจะแบ่งออกเป็นสองส่วน ได้แก่การศึกษาโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และการศึกษาจากชุดทดลองในห้องปฏิบัติการ โดยวัดอัตราการปล่อยรังสีเอกซ์ อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนทิศทางของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อเทียบกับสนามไฟฟ้า เนื่องจากความเข้มของรังสีเอกซ์ขึ้นกับอัตราการเกิดกระบวนการ RREA ซึ่งเป็นการเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับการเกิดปรากฏการณ์ TGFs รวมทั้งกระบวนการการเกิดฟ้าผ่า ซึ่งอาจนำไปสู่การลดอัตราการเกิดอุบัติเหตุจากปรากฏการณ์ฟ้าผ่าได้ในอนาคต