পরমাণুর নিউক্লিয়াস (Atomic Nucleus) | WBBSE Class 10 Physical Science Chapter 7 Question Answer
দশম শ্রেণির ভৌতবিজ্ঞান সপ্তম অধ্যায় 'পরমাণুর নিউক্লিয়াস' - এর সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর, তেজস্ক্রিয়তা, আলফা, বিটা, গামা রশ্মি, নিউক্লীয় বিভাজন ও সংযোজন বিষয়ে সহজ ভাষায় আলোচনা।
পরমাণুর নিউক্লিয়াস
— Prepared By Nabin Mondal
Q. তেজস্ক্রিয়তা কাকে বলে? (পর্ষদ নমুনা প্রশ্ন)
উত্তর: যে ধর্মের জন্য সাধারণত কিছু উচ্চ পারমাণবিক ভর সংখ্যাবিশিষ্ট মৌল সব অবস্থায় স্বতঃস্ফূর্তভাবে এক বিশেষ ধরনের অদৃশ্য বিকিরণ নিঃসরণ করে এবং নতুন মৌলের পরমাণুতে পরিণত হয় তাকে তেজস্ক্রিয়তা বলা হয়।
Q. তেজস্ক্রিয়তার কারণ কী?
উত্তর: যেসব মৌলের নিউক্লিয়াসের নিউট্রন এবং প্রোটন সংখ্যার অনুপাত 1.5 -এর চেয়ে বেশি সেই নিউক্লিয়াসগুলি অস্থায়ী হয়। এগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে তেজস্ক্রিয় বিকিরণ করে স্থায়ী হতে চেষ্টা করে। যেসব মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা 82 -এর বেশি অথবা পারমাণবিক গুরুত্ব 206 -এর বেশি সেই মৌলগুলি তেজস্ক্রিয়তা প্রদর্শন করে।
Q. তেজস্ক্রিয় মৌল কাকে বলে?
উত্তর: যেসব মৌলের পরমাণু সব অবস্থায় স্বতঃস্ফূর্তভাবে এক বিশেষ ধরনের অদৃশ্য বিকিরণ নিঃসরণ করে নতুন মৌলের পরমাণুতে পরিণত হয় সেই মৌলগুলিকে তেজস্ক্রিয় মৌল বলা হয়।
Q. প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয় মৌল ও কৃত্রিম তেজস্ক্রিয় মৌল কাকে বলে? উদাহরণ দাও।
উত্তর: যেসব তেজস্ক্রিয় মৌল প্রকৃতিতে পাওয়া যায়, তাদের প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয় মৌল বলে। যেমন- ইউরেনিয়াম, রেডিয়াম, থোরিয়াম, পোলোনিয়াম, অ্যাক্টিনিয়াম ইত্যাদি।
যেসব অতেজস্ক্রিয় মৌল কে কৃত্রিম উপায়ে তেজস্ক্রিয় মৌলে রূপান্তরিত করা হয় তাদের কৃত্রিম তেজস্ক্রিয় মৌল বলে। যেমন- $_{14}^{27}\text{Si}$, $_{11}^{24}\text{Na}$, $_{15}^{32}\text{P}$
Q. তেজস্ক্রিয়তার বৈশিষ্ট্যগুলি লেখো।
উত্তর: [1] তেজস্ক্রিয় মৌল থেকে স্বতঃস্ফূর্ত ও বিরামহীন ভাবে যে তেজস্ক্রিয় রশ্মি নির্গত হয় তা ভেদন ক্ষমতাসম্পন্ন। এই রশ্মি অস্বচ্ছ কাগজ বা খুব পাতলা ধাতব পাত সহজেই ভেদ করতে পারে।
[2] তাপ, চাপ, আলোক, তড়িৎক্ষেত্র বা চুম্বক ক্ষেত্র কোনো কিছুর প্রয়োগে তেজস্ক্রিয় রশ্মি নির্গমনের কোনো পরিবর্তন করা যায় না।
[3} তেজস্ক্রিয় মৌলগুলির রাসায়নিক পরিবর্তন হয়ে অন্য যৌগ গঠন করলেও তার তেজস্ক্রিয় ধর্মের পরিবর্তন হয় না।
[4] কোনো মৌলের তেজস্ক্রিয়তা সম্পূর্ণ নিউক্লিয়াসজনিত ঘটনা, এর সঙ্গে ইলেকট্রন বিন্যাসের কোনো সম্পর্ক নেই।
[5] তেজস্ক্রিয় রশ্মি নির্গমনের ফলে নিউক্লিয়াসের গঠনের পরিবর্তন হয়। অর্থাৎ নিউক্লিয়াসে প্রোটন ও নিউট্রন সংখ্যার পরিবর্তন হয় তাই নতুন মৌল উৎপন্ন হয়।
[6] তেজস্ক্রিয় রশ্মি গ্যাসকে আয়নিত করতে পারে এবং এটির ফটোগ্রাফিক প্লেটের ওপর প্রভাব আছে।
Q. কোনো মৌলের তেজস্ক্রিয়তা সম্পূর্ণ নিউক্লিয়াস জনিত ঘটনা—ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: যে মৌলগুলি তেজস্ক্রিয় তাদের রাসায়নিক পরিবর্তন হয়ে অন্য যৌগ গঠন করলেও তার তেজস্ক্রিয় ধর্মের কোনো পরিবর্তন হয় না। যেমন—রেডিয়াম তেজস্ক্রিয় এবং রেডিয়াম ক্লোরাইডও তেজস্ক্রিয়। কোনো মৌলের রাসায়নিক ধর্ম বিভিন্ন কক্ষে ইলেকট্রন বিন্যাসের ওপর নির্ভরশীল। যেহেতু রাসায়নিক পরিবর্তনের পরেও তেজস্ক্রিয় মৌলের তেজস্ক্রিয়তা বর্তমান থাকে তাই তেজস্ক্রিয়তার সঙ্গে মৌলের পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাসের কোনো সম্পর্ক নেই। আবার, তেজস্ক্রিয় রশ্মিনির্গমনের ফলে নতুন ধর্মবিশিষ্ট মৌল উৎপন্ন হয়। এটা সম্ভব যদি একমাত্র নিউক্লিয়াসের গঠনের পরিবর্তন হয় অর্থাৎ নিউক্লিয়াসে প্রোটন ও নিউট্রন সংখ্যার পরিবর্তন হয়। তাই বলা যায়—কোনো মৌলের তেজস্ক্রিয়তা সম্পূর্ণ নিউক্লিয়াসজনিত ঘটনা।
Q. জনক পরমাণু ও দুহিতা পরমাণু কাকে বলে ?
উত্তর: তেজস্ক্রিয় মৌলের যে পরমাণুর তেজস্ক্রিয় বিঘটন হয় তাকে জনক পরমাণু এবং ওই পরমাণুর নিউক্লিয়াস থেকে তেজস্ক্রিয় রশ্মি নির্গত হওয়ার পর যে নতুন মৌলের পরমাণু উৎপন্ন হয় তাকে দুহিতা প্রমাণু বলা হয়।
যেমন-
$$_{92}^{238}\text{U} \xrightarrow{-\alpha \text{ কণা}} _{90}^{234}\text{Th}$$
এখানে ইউরেনিয়াম হল জনক পরমাণু এবং থোরিয়াম হল দুহিতা পরমাণু।
Q. আলফা রশ্মি, বিটা রশ্মি ও গামা রশ্মির প্রকৃতি, আধান, ভর, ভেদন ক্ষমতা ও আয়নন ক্ষমতার তুলনামূলক আলোচনা করো।
উত্তর:
| ধর্ম | আলফা রশ্মি | বিটা রশ্মি | গামা রশ্মি |
|---|---|---|---|
| প্রকৃতি | দুই একক ধনাত্মক আধানবিশিষ্ট হিলিয়াম আয়নের $(\text{He}^{2+})$স্রোত । | দ্রুতগামী ইলেকট্রন কণার স্রোত । | অতি ক্ষুদ্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যবিশিষ্ট এবং উচ্চ শক্তিসম্পন্ন তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ । |
| আধান | প্রোটনের আধানের দ্বিগুণ অর্থাৎ, প্রায় $3.204 \times 10^{-19}$ কুলম্ব | | ইলেকট্রনের আধানের সমান অর্থাৎ, $1.602 \times 10^{-19}$ কুলম্ব | | নিস্তড়িৎ হওয়ায় আধানহীন | |
| ভর | একটি প্রোটনের ভরের চারগুণ । অর্থাৎ, $6.642 \times 10^{-27}\text{ kg}$ বা $4.0015\text{ u}$ | | একটি ইলেকট্রনের ভরের সমান । অর্থাৎ, $9.1 \times 10^{-31}\text{ kg}$ বা $0.000548\text{ u}$ | | এই রশ্মিটি ভরহীন | |
| ভেদন ক্ষমতা | আকারে বড়ো, গতিবেগ কম । ফলে, ভেদনশক্তিও কম । $0.01\text{ mm}$ পুরু $\text{Al}$ পাত ব্যবহার করে এই রশ্মি আটকানো যায়। | ভর নগণ্য, অথচ গতিবেগ বেশি । তাই, ভেদনশক্তি $\alpha$ -কণার তুলনায় প্রায় $100$ গুণ বেশি । $1\text{ cm}$ পুরু $\text{Al}$ পাত দিয়ে এই রশ্মি আটকানো যায় । | আধানহীন এবং বেগ শূন্যস্থানে | আলোর বেগের সমান বলে ভেদন ক্ষমতাও খুব বেশি, যা $\alpha$ -কণার প্রায় $10,000$ গুণ । এই রশ্মি $100\text{ cm}$ পুরু $\text{Al}$ পাতও ভেদ করতে পারে । |
| আয়নন ক্ষমতা | গ্যাসকে আয়নিত করতে পারে । $\alpha$-রশ্মির আয়নন ক্ষমতা $\beta$ বা $\gamma$-রশ্মির তুলনায় বেশি। | গ্যাসকে আয়নিত করতে পারে, যদিও আয়নন ক্ষমতা ' $\gamma$-রশ্মির তুলনায় বেশি, কিন্তু $\alpha$ -রশ্মি অপেক্ষা কম । | গ্যাসকে আয়নিত করতে পারার ক্ষমতা $\alpha$ ও $\beta$ রশ্মির তুলনায় অনেক কম । তাই, আয়নন ক্ষমতা ন্যূনতম | |
বিগত বছরের প্রশ্ন:
1. $\alpha$ ও $\gamma$-রশ্মির আধান ও আয়োনাইজিং ক্ষমতার তুলনা করো। 2018
2. তেজস্ক্রিয় রশ্মি পরমাণুর কোন্ অংশ থেকে নির্গত হয়? তেজস্ক্রিয় রশ্মিগুলির মধ্যে কোন্টির ভেদ ক্ষমতা ও কোন্টির আয়নায়ন ক্ষমতা সর্বাধিক? 2020
Q. $\alpha$-কণায় উপস্থিত— 2020
a) একটি প্রোটন, একটি নিউট্রন b) একটি প্রোটন c) দুটি প্রোটন, দুটি নিউট্রন d) একটি ইলেকট্রন
Q. তেজস্ক্রিয় মৌল থেকে নির্গত $\beta$-রশ্মি হল- 2018
a) ইলেকট্রনের স্রোত b) প্রোটনের স্রোত c) নিউট্রনের স্রোত d) তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ
Q. $\alpha$, $\beta$, $\gamma$ রশ্মিকে তাদের ভেদ ক্ষমতার ঊর্ধ্বক্রমে সাজাও। 2018
Q. একটি প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয় মৌলের উদাহরণ দাও। 2020
মনে রেখো:
- তেজস্ক্রিয় পদার্থ থেকে নির্গত তেজস্ক্রিয় রশ্মি গুচ্ছ আলফা, বিটা এবং গামা - এই তিনটি বিভিন্ন প্রকৃতির রশ্মির সমবায়ে গঠিত।
- কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থে প্রতি সেকেন্ডে যতগুলি নিউক্লিয়াসের বিঘটন হয়, তাকে ওই পদার্থের সক্রিয়তা বলো। এর SI একক হল বেকারেল (Bq)। তেজস্ক্রিয় পদার্থে প্রতি সেকেন্ডে একটি নিউক্লিয়াসের বিঘটন হলে সক্রিয়তা $1\text{ Bq}$ হয়। আর-একটি একক হল কুরি (Ci)। [ $1\text{ Ci} = 3.7 \times 10^{10}\text{ Bq}$ ] [ $1\text{ Bq} = 1\text{ dps}$ ] আর-একটি একক হল রাদারফোর্ড।
- প্রকৃতিতে পাওয়া যায় এরকম কম ভরসম্পন্ন প্রাকৃতিক কয়েকটি মৌলের নির্দিষ্ট আইসোটোপ তেজস্ক্রিয় হয়। যেমন, $_1^3\text{H}$, $_6^{14}\text{C}$, $_{19}^{40}\text{K}$, $_{23}^{50}\text{V}$ ইত্যাদি।
- একটি তরল প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয় মৌলের নাম হল ফ্রান্সিয়াম (Fr) ।
- তেজস্ক্রিয় মৌল সর্বশেষ যে মৌলে পরিণত হয় তা হল লেড।
$\square$ $\alpha$-রশ্মি 0.01 মিমি পুরু অ্যালুমিনিয়াম পাত ভেদ করে যেতে পারে। 5 মিমি পুরু Al-পাত $\beta$-রশ্মির গতি বন্ধ করতে পারে। $\gamma$-রশ্মি 750 মিমি পুরু সিসার পাত ভেদ করতে পারে। $\gamma$-রশ্মির ভেদ ক্ষমতা X-রশ্মির চেয়েও বেশি। ধর্মগুলির ক্রমঅনুসারে রশ্মিগুলি নিম্নরূপে সাজানো যায়। (i) ভর অনুসারে : $\alpha$-রশ্মি > $\beta$-রশ্মি > $\gamma$-রশ্মি। (ii) আধান অনুসারে : $\alpha$-রশ্মি > $\beta$-রশ্মি > $\gamma$-রশ্মি। (iii) ভেদ ক্ষমতা অনুসারে : $\gamma$-রশ্মি > X-রশ্মি > $\beta$-রশ্মি > $\alpha$-রশ্মি। (iv) আয়নায়ন ক্ষমতা অনুসারে : $\alpha$-রশ্মি > $\beta$-রশ্মি > $\gamma$-রশ্মি।
Q. কোনো কোনো তেজস্ক্রিয় ধাতুর খনিতে হিলিয়াম গ্যাস থাকে কেন?
উত্তর: তেজস্ক্রিয় ধাতুর খনিতে যদি তেজস্ক্রিয় মৌল থেকে $\alpha$ কণা নির্গমন হয় তাহলে ওই $\alpha$ কণা গ্যাসকে আয়নিত করে এবং পরিবেশ থেকে 2 টি ইলেকট্রন গ্রহণ করে হিলিয়াম পরমাণুতে পরিণত হয় এবং হিলিয়াম গ্যাসরূপে খনিতে থেকে যায়।
Q. $\beta$-কণা এর উৎস কি?
উত্তর: কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের পরমাণুর নিউক্লিয়াসে যখন একটি নিউট্রন প্রোটনে রূপান্তরিত হয় তখন 1টি $\beta$-কণা নির্গত হয়।
$$_{0}^{1}\text{n} \rightarrow _{1}^{1}\text{p} + _{-1}^{0}\text{e}$$
Q. $\gamma$-রশ্মি কখন নির্গত হয়?
উত্তর: কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের একটি পরমাণু থেকে $\alpha$ বা $\beta$-কণা নিঃসরণ করার ফলে সৃষ্ট অপত্য নিউক্লিয়াস উত্তেজিত (excited) অবস্থায় থাকে। ওই উত্তেজিত নিউক্লিয়াস তার অতিরিক্ত শক্তি গামা রশ্মিরূপে বিকিরণ করে। | সেই জন্য কেবলমাত্র $\alpha$ বা $\beta$ রশ্মি নির্গমনের পরেই $\gamma$-রশ্মি নিঃসরণ সম্ভব।
$$_{27}^{60}\text{Co} \xrightarrow{-\beta \text{ কণা}} \underset{\text{(উদ্দীপিত অবস্থা)}}{_{28}^{60}\text{Ni}^*} \longrightarrow \underset{\text{(ভৌমস্তর)}}{_{28}^{60}\text{Ni}} + \gamma \text{ রশ্মি নিঃসরণ}$$
Q. $\beta$- কণা ও সাধারণ ইলেকট্রনের মধ্যে সাদৃশ্য ও পার্থক্য লেখ।
উত্তর:
সাদৃশ্য: $\beta$- কণা ও সাধারণ ইলেকট্রন উভয়েরই আধান($-1.602 \times 10^{-19}\text{C}$) ও ভর($9.108 \times 10^{-31}\text{ kg}$) সমান।
পার্থক্য:
| $\beta$- কণা | সাধারণ ইলেকট্রন |
|---|---|
| $\beta$- কণা তেজস্ক্রিয় পরমাণুর নিউক্লিয়াসে উৎপন্ন হওয়ার সঙ্গে সঙ্গেই নির্গত হয়। | সাধারণ ইলেকট্রন থাকে পরমাণুর নিউক্লিয়াসের বাইরের বিভিন্ন কক্ষে। |
| তেজস্ক্রিয় মৌলের নিউক্লিয়াস থেকে একটি $\beta$- কণা নির্গত হলে উৎপন্ন নতুন পরমাণুর ভর সংখ্যা একই থাকে কিন্তু পরমাণু ক্রমাঙ্ক 1 একক বেড়ে যায়। | কোনো পরমাণু থেকে সাধারণ ইলেকট্রন নির্গত হলে পরমাণু ধনাত্মক আয়ন এ পরিণত হয়। |
Q. আলফা, বিটা ও গামা কণা নিঃসরণ এর ফলে কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের নিউক্লিয়াসের কিরূপ পরিবর্তন হয়?
উত্তর:
-
কোনো তেজস্ক্রিয় পরমাণুর নিউক্লিয়াস থেকে একটি $\alpha$-কণা নির্গত হলে উৎপন্ন নতুন মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা 2 একক এবং ভর সংখ্যা 4 একক হ্রাস পায়।
যেমন - 92 পারমাণবিক সংখ্যা যুক্ত এবং 238 ভরবিশিষ্ট ইউরেনিয়াম মৌলের পরমাণু থেকে 1টি $\alpha$-কণা নির্গত হলে 90 পারমাণবিক সংখ্যা যুক্ত ও 234 ভরবিশিষ্ট নতুন মৌল থোরিয়াম উৎপন্ন হয়।
$$_{92}^{238}\text{U} \xrightarrow{-\alpha\text{ কণা}} _{90}^{234}\text{Th}$$ -
কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের পরমাণু থেকে 1টি $\beta$-কণা নির্গত হলে উৎপন্ন নতুন মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা 1 একক বৃদ্ধি পায় কিন্তু ভরসংখ্যার কোনো পরিবর্তন হয় না। ফলে একটি নতুন মৌল তৈরি হয়। যেমন-
$$_{6}^{14}\text{C} \xrightarrow{-\beta\text{ কণা}} _{7}^{14}\text{N}$$ - $\gamma$-রশ্মি আধানহীন এবং ভর শূন্য। তাই তেজস্ক্রিয় মৌলের পরমাণু থেকে $\gamma$-রশ্মি নির্গমনের ফলে মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা ও ভরসংখ্যার কোনো-পরিবর্তন হয় না। অর্থাৎ, কোনো নতুন মৌল তৈরি হয় না।
বিগত বছরের প্রশ্ন
Q. কোনো তেজস্ক্রিয় পরমাণু থেকে একটি $\alpha$-কণা নির্গত হলে অপত্য পরমাণুর পারমাণবিক সংখ্যা ও ভরসংখ্যা কীভাবে পরিবর্তিত হয়?
কোনো তেজস্ক্রিয় পরমাণু থেকে কোন্ তেজস্ক্রিয় রশ্মি নির্গত হলে পারমাণবিক সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে?
পর্ষদ নমুনা প্রশ্ন
Q. একটি তেজস্ক্রিয় মৌলের নিউক্লিয়াস X থেকে 2টি $\beta$-কণা ও একটি $\alpha$-কণা নিঃসৃত হলে, প্রাপ্ত নিউক্লিয়াসটির ভরসংখ্যা ও পরমাণু ক্রমাঙ্ক কী হবে নিরূপণ করো। প্রাপ্ত নিউক্লিয়াস ও আদি নিউক্লিয়াসের সম্পর্ক কী?
উত্তর: (Ans: প্রাপ্ত নিউক্লিয়াস ও আদি নিউক্লিয়াস হল পরস্পর আইসোটোপ।)
Q. কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের থেকে $\alpha$-কণা নির্গমনে নতুন মৌলের সৃষ্টি হয়, কিন্তু $\gamma$-রশ্মি নির্গমনে নতুন মৌলের সৃষ্টি হয় না কেন ব্যাখ্যা করো। [2019]
Q. তেজস্ক্রিয় পরমাণু থেকে $\beta$-কণা নিঃসরণের ফলে উৎপন্ন পরমাণুর— [2019]
a) ভরসংখ্যা বাড়ে
b) পারমাণবিক সংখ্যা বাড়ে
c) ভরসংখ্যা কমে
d) পারমাণবিক সংখ্যা কমে
Q. $\alpha$-কণায় উপস্থিত— [2020]
a) একটি প্রোটন, একটি নিউট্রন
b) একটি প্রোটন
c) দুটি প্রোটন, দুটি নিউট্রন
d) একটি ইলেকট্রন
Q. তেজস্ক্রিয় পরমাণুর কোন অংশ থেকে $\beta$-কণা নির্গত হয়? [2017]
Q. $U_{92}^{238}$ থেকে $\alpha$-কণা নিঃসরণের ফলে যে মৌলটি উৎপন্ন হয় তার পারমাণবিক সংখ্যা কত? [2017]
Q. কোনো তেজস্ক্রিয় বিঘটনে প্রাথমিক নিউক্লিয়াস $X_{90}^{234}$ এবং অন্তিম নিউক্লিয়াস $Y_{83}^{210}$ হলে, নির্গত $\alpha$ ও $\beta$ কণার সংখ্যা নির্ণয় করো।
Q. কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের নিউক্লিয়াস থেকে একটি $\alpha$ কণা নির্গত হলে তার পরমাণুক্রমাংক ও ভরসংখ্যার কী পরিবর্তন হয়।
Q. কোনো তেজস্ক্রিয় বিঘটনে প্রাথমিক নিউক্লিয়াস $U_{92}^{238}$ ও অন্তিম নিউক্লিয়াস $Pb_{82}^{206}$ হলে কয়টি $\alpha$ কণা ও কয়টি $\beta$ কণা নির্গত হয় ? **
Q. নীচের বিক্রিয়াটি সম্পূর্ণ করো :
$$_{92}^{238}\text{U} \xrightarrow{-\alpha} {}_{\square}^{\square}\text{X} \xrightarrow{-2\beta} {}_{\square}^{\square}\text{Y}$$
Q. তেজস্ক্রিয় পরিবর্তন ও রাসায়নিক পরিবর্তনের পার্থক্য লেখো ।
উত্তর:
| তেজস্ক্রিয় পরিবর্তন | রাসায়নিক পরিবর্তন |
|---|---|
| তেজস্ক্রিয় পরিবর্তন পরমাণুর নিউক্লিয়াসজনিত ঘটনা। | রাসায়নিক পরিবর্তন পরমাণুর যোজ্যতা কক্ষের ইলেকট্রনজনিত ঘটনা। |
| তেজস্ক্রিয় পরিবর্তন বাহ্যিক চাপ, আলোক, অনুঘটক, তড়িৎক্ষেত্র বা চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা প্রভাবিত হয় না। | রাসায়নিক পরিবর্তন বাহ্যিক চাপ, আলোক, অনুঘটক প্রভৃতি দ্বারা প্রভাবিত হয়। |
| তেজস্ক্রিয় পরিবর্তন একমুখী। | রাসায়নিক পরিবর্তন একমুখী ও উভমুখী দুরকমই হতে পারে। |
| তেজস্ক্রিয় পরিবর্তনে নতুন মৌলের সৃষ্টি হয়। | রাসায়নিক পরিবর্তনে যৌগ উৎপন্ন হয় কিন্তু নতুন মৌল উৎপন্ন হয় না। |
Q. চিকিৎসা বিজ্ঞানে তেজস্ক্রিয়তার ব্যবহার লেখো ।
উত্তর: ক্যান্সার রোগের চিকিৎসায় ক্যান্সার আক্রান্ত কোষগুলো নষ্ট করার কাজে তেজস্ক্রিয় মৌল রেডিয়াম, কোবাল্ট ($^{60}\text{Co}$) ব্যবহৃত হয়। লিউকিমিয়া, মস্তিষ্কের টিউমার রোগের চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় ফসফরাস ($^{32}\text{P}$) ব্যবহৃত হয়। থাইরয়েড রোগের চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় আয়োডিন ($^{131}\text{I}$) ব্যবহৃত হয়।
তেজস্ক্রিয়তার ব্যবহার : (1) চিকিৎসা ক্ষেত্রে : (i) লিউকোমিয়া (ব্লাড ক্যান্সার) রোগের চিকিৎসা এবং মস্তিষ্কে টিউমারের সঠিক অবস্থান নির্ণয়ে তেজস্ক্রিয় ফসফরাস ($^{32}_{15}\text{P}$) (ii) হার্টের রক্ত পরিবহন সংক্রান্ত রোগ নির্ণয়ের জন্য তেজস্ক্রিয় সোডিয়াম ($^{24}_{11}\text{Na}$) ব্যবহার করা হয়। (iii) থাইরয়েড রোগ নির্ণয়ে ও চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় আয়োডিন ($^{131}_{53}\text{I}$) ব্যবহার করা হয়। (iv) ক্যান্সার আক্রান্ত কোষ ধ্বংস করার কাজে তেজস্ক্রিয় কোবাল্ট ($^{60}_{27}\text{Co}$) ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। (2) তড়িৎশক্তি উৎপাদন : নিউক্লিয় চুল্লিতে জ্বালানি হিসাবে তেজস্ক্রিয় প্লুটোনিয়াম বা ইউরেনিয়াম ব্যবহার করে পারমাণবিক শক্তি থেকে তড়িৎশক্তি উৎপন্ন করা হয়। (3) পৃথিবীর বয়স নির্ণয় : তেজস্ক্রিয়তা থেকে পৃথিবীর আনুমানিক বয়স নির্ণয় করা যায়। তেজস্ক্রিয় ইউরেনিয়াম বিঘটিত হতে হতে অবশেষে অতেজস্ক্রিয় সুস্থিত সিসায় পরিণত হয়। বর্তমানে ইউরেনিয়ামে আকরিকের মধ্যে ইউরেনিয়াম ও সিসার অনুপাত নির্ণয় করে পৃথিবীর বয়স হিসাব করা হয়। (4) রেডিওকার্বন দ্বারা বস্তুর প্রাচীনত্ব নির্ণয় : প্রত্নতাত্ত্বিক খননকার্যে প্রাপ্ত পুরোনো কাঠ, প্রাণীর হাড় বা জীবাশ্মে উপস্থিত $^{12}_{6}\text{C}$ এবং $^{14}_{6}\text{C}$ এর অনুপাত নির্ণয় করে এই সব বস্তুর প্রাচীনত্ব নির্ণয় করা যায়। এই পদ্ধতিকে কার্বন ডেটিং বলে।
বিগত বছরের প্রশ্ন: 1. তেজস্ক্রিয়তার দুটি ব্যবহার উল্লেখ করো। পর্ষদ নমুনা প্রশ্ন 2018
Q. নিউক্লিয়ন কাদের বলে?
উত্তর: একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াস প্রোটন এবং নিউট্রন কণা দ্বারা গঠিত। এদের নিউক্লিয়ন বলে।
Q. ভর ত্রুটি বা ভর বিচ্যুতি (mass defect) বলতে কী বোঝ? 2017
উত্তর: কোনো নিউক্লিয়াস যতগুলি প্রোটন ও নিউট্রন নিয়ে গঠিত তাদের ভরের সমষ্টি অপেক্ষা নিউক্লিয়াসের প্রকৃত ভর কিছুটা কম হয়। ভরের এই পার্থক্যকে ভর ত্রুটি বা ভর বিচ্যুতি বলা হয়।
Q. বন্ধনশক্তি কাকে বলে? ভরত্রুটি ও বন্ধনশক্তির রাশিমালাটি প্রতিষ্ঠা করো।
উত্তর: একটি নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়নগুলি এক সঙ্গে দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ হয়ে নিউক্লিয়াস গঠনের সময় যে শক্তি মুক্ত করে, তাকে ওই নিউক্লিয়াসের বন্ধনশক্তি (Binding Energy) বলে।
এই শক্তির দ্বারা নিউক্লিয়াসের মধ্যে নিউক্লিয়নগুলি পরস্পরের সঙ্গে আবদ্ধ থাকে। বন্ধন শক্তি বেশি হলে নিউক্লিয়াস সুস্থিত হয় এবং কম হলে অস্থায়ী হয়।
অনুরূপ উত্তর, কোনো নিউক্লিয়াসকে ভেঙে ওর মধ্যে থাকা নিউক্লিয়নগুলিকে সম্পূর্ণ স্বাধীন কণায় পরিণত করতে প্রয়োজনীয় ন্যূনতম শক্তিকে বন্ধনশক্তি বলা হয়। অর্থাৎ নিউক্লিয়াসের মধ্যে নিউক্লিয়নগুলি এই শক্তির জন্যই পরস্পর আবদ্ধ থাকে।
ধরি., পরমাণুর পরমাণু ক্রমাঙ্ক $Z$ এবং ভর সংখ্যা $A$ ।
একটি প্রোটন ও নিউট্রনের ভর যথাক্রমে $m_p$ ও $m_n$ এবং পরমাণুর নিউক্লিয়াসের ভর $M$ হলে,
নিউক্লিয়নগুলির মোট ভর $= Z \cdot m_p + (A - Z)m_n$
$\therefore$ ভর ত্রুটি $= Z \cdot m_p + (A - Z)m_n - M$
এবং বন্ধন-শক্তি $= \{Z \cdot m_p + (A - Z)m_n - M\}c^2$
[যেখানে $c$ হল শূন্যস্থানে আলোর দ্রুতি]
Q. ভরত্রুটির সঙ্গে নিউক্লীয় বন্ধন শক্তির সম্পর্ক কী?
উত্তর: কোনো নিউক্লিয়াস যতগুলি প্রোটন ও নিউট্রন নিয়ে গঠিত তাদের ভরের সমষ্টি অপেক্ষা নিউক্লিয়াসের ভর কিছুটা কম হয়। ভরের এই পার্থক্যকে ভরত্রুটি বলা হয়। বিজ্ঞানী আইনস্টাইনের ভর ও শক্তির তুল্যতা অনুযায়ী এই ভরত্রুটি শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। যদি ভর বিচ্যুতি বা ভরত্রুটি ‘m’ হয়, তাহলে যে পরিমাণ শক্তি মুক্ত হবে তা $E = mc^2$ সমীকরণ থেকে পাওয়া যাবে। E হল মুক্ত শক্তি এবং c হল শূন্যে আলোর বেগ। এই শক্তি নিউক্লিয়াসের বন্ধন শক্তি রূপে আত্মপ্রকাশ করে। এককথায় ভরত্রুটি হল নিউক্লীয় বন্ধন শক্তির উৎস।
জেনে রেখো: $1\text{ amu}$ ভরের তুল্য শক্তি হল $931.5\text{ MeV}$
এবং $1\text{ MeV} = 10^6\text{ eV} = 10^6 \times 1.602 \times 10^{-19} = 1.602 \times 10^{-13}\text{ J}$
Q.নিউক্লিয় বিভাজন কাকে বলে? উদাহরণ দাও।
উত্তর: যে প্রক্রিয়ায় একটি তেজস্ক্রিয় পরমাণুর ভারী নিউক্লিয়াসকে ধীরগতির নিউট্রন দিয়ে আঘাত করে প্রায় সমান ভরের দুটি নিউক্লিয়াসে ভেঙে ফেলা হয় এবং তার সঙ্গে কিছু সংখ্যক নিউট্রন এবং প্রচুর পরিমাণে শক্তি উৎপন্ন হয়, তাকে নিউক্লিয় বিভাজন বলে।
যেমন- ইউরেনিয়াম-235 পরমাণুর নিউক্লিয়াসের বিভাজনের সমীকরণটি হলো:
$$_{92}^{235}\text{U} + _{0}^{1}\text{n} \rightarrow _{92}^{236}\text{U} \rightarrow _{56}^{141}\text{Ba} + _{36}^{92}\text{Kr} + 3_{0}^{1}\text{n} + 200.6\text{MeV}$$
Q. নিউক্লীয় শৃঙ্খল বিক্রিয়া (chain reaction)কী?
উত্তর: একটি ধীরগতির নিউট্রন দিয়ে আঘাত করে বিভাজনযোগ্য কোনও পদার্থের একটি নিউক্লিয়াসের বিভাজন ঘটালে দেখা যায় যে একাধিক নতুন নিউট্রন কণাও মুক্ত হয়। এদের গৌণ নিউট্রন বলে। এই গৌণ নিউট্রন কণাগুলি পাশাপাশি অন্যান্য নিউক্লিয়াসেরও বিভাজন ঘটাতে পারে। ফলে আরও অনেক সংখ্যক নতুন নতুন নিউট্রন কণা উৎপন্ন হয়। এইভাবে একবার নিউক্লীয় বিভাজন শুরু হলে তা শৃঙ্খলের ন্যায় চলতে থাকে এবং নিউক্লিয় বিভাজনের হারও দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায়। একে নিউক্লীয় শৃঙ্খল বিক্রিয়া বলে।
Q. নিউক্লীয় শৃঙ্খল বিক্রিয়াকে কিভাবে কাজে লাগানো হয়?
উত্তর: শৃঙ্খল বিক্রিয়া দুধরনের (i) নিয়ন্ত্রিত শৃঙ্খল বিক্রিয়া এবং (ii) অনিয়ন্ত্রিত শৃঙ্খল বিক্রিয়া।
পারমাণবিক বোমাতে অনিয়ন্ত্রিত শৃঙ্খল বিক্রিয়া এবং নিউক্লিয় চুল্লিতে নিয়ন্ত্রিত শৃঙ্খল বিক্রিয়া ঘটানো হয়।
পারমাণবিক বোমা: পারমাণবিক বোমার ক্ষেত্রে অনিয়ন্ত্রিত শৃঙ্খল বিক্রিয়া ঘটানো হয়। এই শৃঙ্খল বিক্রিয়ায় অতি অল্প সময়ের মধ্যে বিপুল সংখ্যক নিউক্লিয়াসের বিভাজন ঘটে। তাই এই অনিয়ন্ত্রিত শৃঙ্খল বিক্রিয়ার ফলে অতি অল্প সময়ে বিপুল পরিমাণ শক্তি উৎপন্ন হয় এবং তা প্রচণ্ড বিস্ফোরণ ঘটায়।
জেনে রাখো:
দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধে হিরোসিমাতে নিক্ষিপ্ত Little Boy নামক পারমাণবিক বোমাটিতে ইউরেনিয়াম-235 আইসোটোপ এবং নাগাসাকিতে নিক্ষিপ্ত Fat man নামক পারমাণবিক বোমাটিতে প্লুটোনিয়াম-239 আইসোটোপ টার্গেট নিউক্লিয়াস হিসেবে ব্যবহৃত হয়েছিল। এই দুটি পারমাণবিক বোমার বিস্ফোরণের ভয়াবহ ফলাফল এক প্রজন্ম পরেও মানব সমাজকে আতঙ্কিত করে।
নিউক্লিয় চুল্লি : যে যন্ত্রে নিয়ন্ত্রিতভাবে পরমাণুর বিভাজন ঘটিয়ে তাপশক্তি উৎপাদন করা হয় তাকে পারমাণবিক চুল্লি বলে।
নিউক্লিও চুল্লিতে (i) উচ্চগতির গৌণ নিউট্রন কণাগুলিকে মডারেটর হিসাবে ব্যবহৃত গ্রাফাইট ও ভারীজলের মধ্যে দিয়ে পাঠিয়ে ধীরগতির তাপীয় নিউট্রনে রূপান্তরিত করা হয়। (ii) এছাড়া উৎপন্ন নিউট্রন সংখ্যা কমানোর জন্য জারকোনিয়াম এবং ক্যাডমিয়ামের তৈরি নিয়ন্ত্রক দণ্ড ব্যবহার করা হয়, যা প্রয়োজনীয় সংখ্যক নিউট্রন কণা শোষণ করে নেয়। এর ফলে নিয়ন্ত্রিত নিউক্লিও বিভাজন ঘটে।
নিউক্লিয় চুল্লির ব্যবহার : (i) নিউক্লিয় চুল্লিতে উৎপন্ন তাপশক্তিকে কাজে লাগিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়। (ii) নিউক্লিয় চুল্লিতে মূল পরমাণুর বিভাজনে উৎপন্ন তেজস্ক্রিয় মৌল বিভিন্ন গবেষণায় ও চিকিৎসার কাজে ব্যবহৃত হয়।
জেনে রাখো:
সামান্য অসাবধানতা বা প্রাকৃতিক বিপর্যয়ের কারণে নিউক্লিয় চুল্লির দুর্ঘটনার ফল ভয়াবহ হতে পারে। কারণ এক্ষেত্রে অনিয়ন্ত্রিত নিউক্লিয় বিভাজন ঘটার সম্ভাবনা থাকে। এরূপ দুটি প্রকৃষ্ট উদাহরণ হল – (i) 1986 সালে ইউক্রেনের চেরনোবিলে হওয়া নিউক্লিয় মেল্টডাউন (Nuclearmelt down ) এবং (ii) 2011 সালে 11 ই মার্চ জাপানের ওকুমার ফুকুশিমায় সুনামির ফলে 6টি নিউক্লিয় চুল্লির মধ্যে 3টির বিপুল বিপর্যয় ঘটে। এই চুল্লিগুলিতে বিস্ফোরণজনিত ভয়াবহ ফলাফলের কথা সারা পৃথিবীর স্থায়ী দুশ্চিন্তার কারণ।
Q. নিউক্লিয়ার রিয়্যাক্টরে মডারেটর হিসেবে কি ব্যবহার করা হয়?এর কাজ কি?
উত্তর: নিউক্লিয়ার রিয়্যাক্টরে মডারেটর হিসেবে ব্যবহার করা হয় ভারী জল ($\text{D}_2\text{O}$) অথবা গ্রাফাইট।
নিউক্লিয় বিক্রয়ায় উৎপন্ন উচ্চগতিসম্পন্ন নিউট্রন গুলিকে মন্দীভূত করা এর কাজ।
Q. নিউক্লীয় সংযোজন কাকে বলে? উদাহরণ দাও।
উত্তর: যে নিউক্লীয় বিক্রিয়ায় দুই বা তার বেশি হালকা পরমাণুর নিউক্লিয়াস যুক্ত হয়ে ভারী নিউক্লিয়াস গঠন করে এবং তার ফলে বিপুল পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়, তাকে নিউক্লীয় সংযোজন বলে। যেমন-
$$ _1^2\text{H} + _1^2\text{H} \rightarrow _2^3\text{He} + _0^1\text{n} + \text{শক্তি} $$
এখানে দুটি ডয়টেরিয়াম নিউক্লিয়াস যুক্ত হয়ে একটি হিলিয়াম ($ _2^3\text{He} $) নিউক্লিয়াস গঠন করে ও 1 টি নিউট্রন উৎপন্ন হয়। দুটি ডয়টেরিয়ামের ভর অপেক্ষা হিলিয়াম ($ _2^3\text{He} $) ও নিউট্রনের ভরের সমষ্টি কিছুটা কম হয়। এই হ্রাসপ্রাপ্ত ভরই শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
Q. যে-কোনো নিউক্লীয় সংযোজন বিক্রিয়া ঘটানোর পূর্বে নিউক্লীয় বিভাজন ঘটানো হয় কেন? অথবা, নিউক্লীয় সংযোজন কে তাপীয়-নিউক্লীয় বিক্রিয়া বলা হয় কেন?
উত্তর: নিউক্লীয় সংযোজনে উৎপন্ন শক্তি নিউক্লীয় বিভাজনের তুলনায় বেশি, কিন্তু নিউক্লীয় সংযোজন প্রক্রিয়াটি সহজে সংঘটিত হয় না। দুটি নিউক্লিয়াসকে যখন সংযুক্ত করা হয় তখন বিকর্ষণ বলের মান এত বেড়ে যায় যে, নিউক্লিয়াসগুলির সংযুক্তির জন্য প্রায় $10^7^\circ\text{C}$ থেকে $10^8^\circ\text{C}$ উষ্ণতার প্রয়োজন হয়। এইজন্য নিউক্লীয় সংযোজনকে তাপীয়-নিউক্লীয় বিক্রিয়া বলে। সাধারণ উপায়ে এই উচ্চ উষ্ণতা সৃষ্টি করা সম্ভব হয় না। তাই সংযোজন প্রক্রিয়া ঘটানোর জন্য আগে নিউক্লীয় বিভাজন প্রক্রিয়া ঘটিয়ে এই তাপমাত্রা উৎপন্ন করা হয়। সুতরাং, যে-কোনো নিউক্লীয় সংযোজন বিক্রিয়া ঘটানোর পূর্বে নিউক্লীয় বিভাজন প্রক্রিয়া ঘটানো হয়।
Q. সূর্য বা অন্যান্য নক্ষত্রে উৎপন্ন শক্তির মূল উৎস কী তা সংক্ষেপে ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: যে-কোনো নক্ষত্র, যেমন সূর্যের তাপশক্তির মূল উৎস হল নিউক্লীয় সংযোজন। নক্ষত্রের মূল জ্বালানি হল হাইড্রোজেন। নক্ষত্রে সংযোজন প্রক্রিয়াটি কতকগুলি চক্রের মাধ্যমে সংঘটিত হয়। মোটামুটিভাবে বলা হয় প্রতি চক্রে চারটি হাইড্রোজেনের ($ _1^1\text{H} $) নিউক্লিয়াস যুক্ত হয়ে উৎপন্ন করে একটি হিলিয়াম ($ _2^4\text{He} $) ও দুটি পজিট্রন ($ _1^0\text{e} $)।
$$ 4_1^1\text{H} \rightarrow _2^4\text{He} + 2_1^0\text{e} $$
একটি হিলিয়াম ($ _2^4\text{He} $) ও দুটি পজিট্রনের ($ _1^0\text{e} $) ভরের সমষ্টি চারটি হাইড্রোজেনের ভরের তুলনায় কম। এই ভর-হ্রাস শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। সূর্যে প্রতি মিনিটে 12 কোটি টন হাইড্রোজেন, হিলিয়ামে রূপান্তরিত হচ্ছে এবং বিপুল তাপশক্তি উৎপন্ন হচ্ছে। সূর্য এইভাবে প্রায় 460 কোটি বছর ধরে তাপশক্তি বিকিরণ করে যাচ্ছে।
Q. নিউক্লীয় বিভাজন ও নিউক্লীয় সংযোজন এর মধ্যে পার্থক্য লেখ?
| নিউক্লীয় বিভাজন | নিউক্লীয় সংযোজন |
|---|---|
| এই প্রক্রিয়ায় কোনো ভারী নিউক্লিয়াস প্রায় সমান ভরের দুটি কেন্দ্রে বিভক্ত হয়। | এই প্রক্রিয়ায় কয়েকটি হালকা নিউক্লিয়াসযুক্ত হয়ে একটি ভারী নিউক্লিয়াস গঠন করে। |
| এই প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন শক্তি সমভরের পদার্থের সংযোজনে উৎপন্ন শক্তির তুলনায় কম। | এই প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন শক্তি সমভরের পদার্থের বিভাজনে উৎপন্ন শক্তির তুলনায় বেশি। |
| এই প্রক্রিয়ায় টার্গেট নিউক্লিয়াসকে আঘাত করার জন্য তাপীয় নিউট্রন এর প্রয়োজন হয়। | এই প্রক্রিয়ায় কোন আঘাতকারী কণার প্রয়োজন হয় না। |
| এই প্রক্রিয়া সাধারণ উষ্ণতাতেই ঘটে। | এই প্রক্রিয়া $10^7\,^\circ\text{C}$ থেকে $10^8\,^\circ\text{C}$ উষ্ণতার মধ্যে ঘটে। |
| এই প্রক্রিয়ায় তেজস্ক্রিয় রশ্মি নির্গত হয়। | এই প্রক্রিয়ায় কোনো তেজস্ক্রিয় রশ্মি নির্গত হয় না। |
জেনে রাখো: নিউক্লীয় সংযোজনে যে শক্তি উৎপন্ন হয় তার উৎস হল পরমাণুর ভরত্রুটি। 2017
Q. কোন্ ধরনের নিউক্লীয় বিক্রিয়া সূর্যের শক্তির উৎস? 2018
Q. পারমাণবিক চুল্লিতে কোন ধরনের নিউক্লীয় বিক্রিয়ার সাহায্যে শক্তি উৎপাদিত হয়? 2020
Q. নিউক্লীয় বিভাজন বিক্রিয়ার একটি অপব্যবহারের উল্লেখ করো। 2019
Q. নিউক্লীয় সংযোজনে যে বিপুল পরিমাণ শক্তি মুক্ত হয় কোন্ সূত্র তা ব্যাখ্যা করে? 2019
উত্তর: আইনস্টাইন-এর ভর ও শক্তির তুল্যতা সূত্র ($E = mc^2$) নিউক্লীয় সংযোজনে বিপুল পরিমাণ শক্তির মুক্তি ব্যাখ্যা করে।
Comments
You must be signed in to join the discussion.
Loading comments...