পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Barishal Board • বরিশাল বোর্ড ২০২২
পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন
স্থির অবস্থায় প্রোটনের ভর = 1.00728 amu, নিউট্রনের ভর 1.00876 amu, 1 amu ভরের সমতুল্য শক্তি 931 MeV
মৌল | ভরসংখ্যা | প্রোটন সংখ্যা | নিউক্লিয়াসের ভর (amu)
Fe | 56 | 26 | 56
U | 235 | 92 | 235.0439
- ক)(1)
নিউক্লিয়ার ফিশন কাকে বলে?
- খ)(2)
আলফা রশ্মি তড়িৎক্ষেত্র দ্বারা বিচ্যুত হয় কিন্তু গামা রশ্মি হয় না- ব্যাখ্যা করো।
- গ)(3)
ইউরেনিয়ামের ভরত্রুটি নির্ণয় করো।
- ঘ)(4)
উদ্দীপকে বর্ণিত দুটি মৌলের কোনটি থেকে একটি নিউক্লিয়ন বের করা সহজ হবে? গাণিতিক বিশ্লেষণসহ দেখাও।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
যে নিউক্লীয় বিক্রিয়ায় একটি ভারী নিউক্লিয়াস প্রায় সমান ভরের দুটি মাঝারি আকারের নিউক্লিয়াসে বিভক্ত হয় এবং বিপুল পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়, তাকে নিউক্লিয়ার ফিশন বলে।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
আলফা (α) কণা হলো প্রকৃতপক্ষে ধনাত্মক আধানযুক্ত হিলিয়াম নিউক্লিয়াস (He^2+)। আধানযুক্ত হওয়ায় এটি যখন কোনো তড়িৎক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে যায়, তখন কুলম্ব বলের প্রভাবে ঋণাত্মক পাতের দিকে বিচ্যুত বা আকৃষ্ট হয়।
অন্যদিকে, গামা (γ) রশ্মি হলো অত্যন্ত উচ্চ কম্পাঙ্কের বিদ্যুৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ বা নিস্তড়িৎ ফোটন কণার স্রোত। কোনো নেট তড়িৎ আধান না থাকায় এটি তড়িৎক্ষেত্র দ্বারা কোনো বল অনুভব করে না, ফলে গামা রশ্মি বিচ্যুত হয় না। - গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপক মতে,
ইউরেনিয়ামের ক্ষেত্রে:
প্রোটন সংখ্যা, Z = 92
ভরসংখ্যা, A = 235
নিউট্রন সংখ্যা, N = A - Z = 235 - 92 = 143
প্রোটনের ভর, m_p = 1.00728 amu
নিউট্রনের ভর, m_n = 1.00876 amu
ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের ভর, M_U = 235.0439 amuনিউক্লিয়নের মোট ভর = Z × m_p + N × m_n
= (92 × 1.00728) + (143 × 1.00876)
= 92.66976 + 144.25268
= 236.92244 amuঅতএব, ইউরেনিয়ামের ভরত্রুটি (Δm) = (Z × m_p + N × m_n) - M_U
= 236.92244 - 235.0439
= 1.87854 amuসুতরাং, ইউরেনিয়ামের ভরত্রুটি 1.87854 amu।
- ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
কোনো নিউক্লিয়াস থেকে একটি নিউক্লিয়ন পৃথক করতে যে গড় শক্তির প্রয়োজন হয়, তাকে প্রতি নিউক্লিয়ন বন্ধন শক্তি (B.E./A) বলে। যার প্রতি নিউক্লিয়ন বন্ধন শক্তি কম, সেটি কম স্থিতিশীল এবং তা থেকে একটি নিউক্লিয়ন বের করা তুলনামূলকভাবে সহজ।
১. আয়রন (^56_26Fe)-এর ক্ষেত্রে:
প্রোটন সংখ্যা, Z = 26; নিউট্রন সংখ্যা, N = 56 - 26 = 30
নিউক্লিয়নের ভর = (26 × 1.00728) + (30 × 1.00876) = 26.18928 + 30.2628 = 56.45208 amu
উদ্দীপক অনুসারে Fe-এর নিউক্লিয়াসের ভর = 56 amu
অতএব ভরত্রুটি, Δm_Fe = 56.45208 - 56 = 0.45208 amu
মোট বন্ধন শক্তি, E_Fe = 0.45208 × 931 MeV ≈ 420.886 MeV
প্রতি নিউক্লিয়ন বন্ধন শক্তি, (B.E./A)_Fe = 420.886 / 56 ≈ 7.516 MeV/nucleon২. ইউরেনিয়াম (^235_92U)-এর ক্ষেত্রে:
'গ' থেকে পাই, ইউরেনিয়ামের ভরত্রুটি, Δm_U = 1.87854 amu
মোট বন্ধন শক্তি, E_U = 1.87854 × 931 MeV ≈ 1748.92 MeV
প্রতি নিউক্লিয়ন বন্ধন শক্তি, (B.E./A)_U = 1748.92 / 235 ≈ 7.442 MeV/nucleonতুলনা করে দেখা যায়, (B.E./A)_U (≈ 7.442 MeV) < (B.E./A)_Fe (≈ 7.516 MeV)।
যেহেতু ইউরেনিয়ামের প্রতি নিউক্লিয়ন বন্ধন শক্তি আয়রনের চেয়ে কম, তাই ইউরেনিয়াম থেকে একটি নিউক্লিয়ন বের করা সহজ হবে।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও