Nuclei NEET प्रश्न हिंदी में — भौतिक विज्ञान (Physics) MCQ उत्तर सहित

एक नाभिकीय अभिक्रिया एक स्थिर नाभिक को उपयुक्त उच्च ऊर्जा कणों से बमबारी करके दूसरे नाभिक में रूपांतरित करने की प्रक्रिया को दर्शाती है।

${}_{6}C_{12}+{}_{0}n_1\to {}_{6}C_{13}\to {}_{7}N_{13}+{}_{-1}\beta _0+Q \left(energy\right)$

परिणामी नाभिक नाइट्रोजन का है जिसकी द्रव्यमान संख्या 13 और परमाणु संख्या 7 है।

परमाणु की त्रिज्या का परिमाण $\approx {10}^{-10} m$

नाभिक की त्रिज्या का परिमाण $\approx {10}^{-15} m$

परमाणु के आयतन का नाभिक के आयतन से अनुपात

$$\begin{gathered} =\frac{Volume of atom}{Volume of nucleus} \\ =\frac{{\displaystyle \frac{4}{3}}{\mathrm{\pi r}}_1^3}{{\displaystyle \frac{4}{3}}{\mathrm{\pi r}}_2^3}={\left(\frac{{10}^{-10}}{{10}^{-15}}\right)}^3={10}^{15} \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} A=\left|\frac{-dN}{dt}\right|=counting rate=activity=N\lambda \\ {A}_0=1600 at t=0 A=100 at t=8s \\ \frac{A}{A_0}=\frac{100}{1600}=\frac{1}{16}={\left(\frac{1}{2}\right)}^{44}=\frac{N\lambda }{N_0\lambda }=\frac{N}{N_0} \\ \therefore \frac{N}{N_0}={\left(\frac{1}{2}\right)}^4={\left(\frac{1}{2}\right)}^{t/T} \\ \therefore \frac{t}{T}=4, t=8 s; T=half life=2 s; t\text{'}=6 \\ second=3 half life \\ \therefore \frac{A\text{'}}{A_0}=\frac{N\text{'}\lambda }{N_0\lambda }=\frac{N\text{'}}{N_0}={\left(\frac{1}{2}\right)}^3=\frac{1}{8} \\ \frac{A\text{'}}{1600}=\frac{1}{8}; A\text{'}=\frac{1600}{8}=200 \end{gathered}$$

${}_{72}A_{180}\stackrel{\alpha }{\to }{}_{70}A_1^{176}\stackrel{\beta }{\to }{}_{71}A_2^{176}\stackrel{\alpha }{\to }{}_{69}A_3^{172}\stackrel{\gamma }{\to }{}_{69}A_4^{172}$

दिया गया कुल समय = 80 मिनट

A के अर्ध-आयुओं की संख्या, $A, n_A=\frac{80 min}{20 min}=4$

B के अर्ध-आयुओं की संख्या, $n_B=\frac{80 min}{40 min}=2$

अविघटित शेष नाभिकों की संख्या

$N=N_0{\left(\frac{1}{2}\right)}^n$

जहाँ $N_0$ नाभिकों की प्रारंभिक संख्या है और N नाभिकों की संख्या है

अतः दो अलग-अलग स्थितियों (A) और (B) के लिए,

$$\begin{gathered} \frac{N_A}{N_B}=\frac{{\left({\displaystyle \frac{1}{2}}\right)}^{n_A}}{{\left({\displaystyle \frac{1}{2}}\right)}^{n_B}} or \frac{N_A}{N_B}=\frac{{\left({\displaystyle \frac{1}{2}}\right)}^4}{{\left({\displaystyle \frac{1}{2}}\right)}^2}=\frac{\left({\displaystyle \frac{1}{16}}\right)}{\left({\displaystyle \frac{1}{4}}\right)} \\ or \frac{N_A}{N_B}=\frac{1}{4} \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} \frac{N}{N_0}={\left(\frac{1}{2}\right)}^{1/T}\Rightarrow \left(\frac{1}{16}\right)={\left(\frac{1}{2}\right)}^{2/T} \\ \Rightarrow {\left(\frac{1}{2}\right)}^4={\left(\frac{1}{2}\right)}^{2/T}\Rightarrow T=0.5 hour=30 minutes \end{gathered}$$

रेडियोधर्मी समस्थानिक ${}_{27}{}^{60}Co$ स्थिर समस्थानिक ${}_{28}{}^{60}Ni$ में दो गामा किरणों के उत्सर्जन द्वारा क्षय होता है जिनकी ऊर्जाएँ 1.17 MeV और 1.33 MeV क्रमिक रूप से हैं।

$$\begin{gathered} Fraction undecayed after two half-lives ={\left(\frac{1}{2}\right)}^2=\frac{1}{4} \\ Fraction decayed after two half-lives=\frac{3}{4} \end{gathered}$$

यदि R नाभिक की त्रिज्या है, तो संगत आयतन $\frac{4}{3}{\mathrm{\pi R}}^3$ को A के समानुपाती पाया गया है।

संबंध को व्युत्क्रम रूप में R = $R_0{A}^{1/3}$ के रूप में व्यक्त किया जाता है।

$R_0$ का मान $1.2\times {10}^{-15}$ m, अर्थात 1.2 fm है।

$$\begin{gathered} Therefore, \frac{R_{Al}}{R_{Te}}={\left(\frac{A_{Al}}{A_{Te}}\right)}^{\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$3$}\right.}={\left(\frac{27}{125}\right)}^{\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$3$}\right.}=\frac{3}{5} \\ {R}_{Te}=\frac{5}{3}\times 3.6=4 fm \end{gathered}$$

एक नाभिक के निर्माण के मामले में, कुल द्रव्यमान के एक अंश के लुप्त होने के कारण नाभिक की बंधन ऊर्जा के बराबर ऊर्जा का उत्सर्जन होता है। यदि लुप्त होने वाले द्रव्यमान की मात्रा $∆$m है, तो बंधन ऊर्जा BE = $∆$m$c^2$ है।

उपरोक्त चर्चा से, यह स्पष्ट है कि नाभिक का द्रव्यमान घटक न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के द्रव्यमानों के योग से कम होना चाहिए। तब हम लिख सकते हैं।

$∆m=Z{m}_p+N{m}_n-m(A, Z)$

जहाँ m(A, Z) द्रव्यमान संख्या A और परमाणु संख्या Z वाले परमाणु का द्रव्यमान है। अतः, नाभिक की बंधन ऊर्जा है 

BE = [Z$m_p$+ N$m_n$- m(A, Z)$c^2$

BE = [Z$m_p$+ (A-Z)$m_n$- m(A, Z)$c^2$

जहाँ, N = A -Z = न्यूट्रॉनों की संख्या