পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের একক সময়ে পরমাণু ভাঙনের বা ক্ষয়ের হারকে ঐ পদার্থের ক্ষয় ধ্রুবক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নিউক্লিয় ফিশন বিক্রিয়াকে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য নিউট্রন শোষক হিসেবে ক্যাডমিয়াম দণ্ড ব্যবহার করা হয়। ফিশন বিক্রিয়ায় নির্গত অতিরিক্ত নিউট্রন দ্রুত শৃঙ্খল বিক্রিয়া ঘটিয়ে বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে। ক্যাডমিয়ামের নিউট্রন শোষণ ক্ষমতা অত্যন্ত বেশি। তাই নিউক্লিয় চুল্লিতে ক্যাডমিয়াম দণ্ড প্রবেশ করিয়ে অতিরিক্ত নিউট্রন শোষণ করে বিক্রিয়ার গতি নিয়ন্ত্রণ করা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হিলিয়াম নিউক্লিয়াসে ($^4_2\text{He}$) ২টি প্রোটন ও $(4 - 2) = 2$টি নিউট্রন থাকে।
   দেওয়া আছে,
   একটি প্রোটনের ভর, $m_p = 1.00758\text{ amu}$
   একটি নিউট্রনের ভর, $m_n = 1.00894\text{ amu}$
   হিলিয়াম নিউক্লিয়াসের ভর, $M = 4.00389\text{ amu}$

   হিলিয়াম নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়নগুলোর মোট ভর:
   $m' = 2m_p + 2m_n$
   $\Rightarrow m' = 2(1.00758) + 2(1.00894)$
   $\Rightarrow m' = 2.01516 + 2.01788 = 4.03304\text{ amu}$

   অতএব, ভরত্রুটি,
   $\Delta m = m' - M$
   $\Rightarrow \Delta m = 4.03304 - 4.00389 = 0.02915\text{ amu}$

   হিলিয়ামের ভরত্রুটি $0.02915\text{ amu}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হিলিয়াম নিউক্লিয়াসকে ভেঙে আলাদা প্রোটন ও নিউট্রনে পরিণত করতে হলে এর বন্ধন শক্তির সমান বা তার চেয়ে বেশি শক্তি প্রয়োগ করতে হবে।

   'গ' হতে পাই,
   ভরত্রুটি, $\Delta m = 0.02915\text{ amu}$
   আমরা জানি, $1\text{ amu}$ ভরের সমতুল্য শক্তি $\approx 931.5\text{ MeV}$ (বা $931\text{ MeV}$)।

   অতএব, হিলিয়াম নিউক্লিয়াসের বন্ধন শক্তি,
   $E_b = \Delta m \times 931.5\text{ MeV}$
   $\Rightarrow E_b = 0.02915 \times 931.5\text{ MeV} \approx 27.153\text{ MeV}$

   উদ্দীপক অনুযায়ী,
   সামিয়ার প্রযুক্ত শক্তি = $22\text{ MeV}$
   স্নেহার প্রযুক্ত শক্তি = $25\text{ MeV}$

   দেখা যাচ্ছে যে, উভয়ের প্রযুক্ত শক্তিই হিলিয়াম নিউক্লিয়াসের প্রয়োজনীয় বন্ধন শক্তি ($27.153\text{ MeV}$) অপেক্ষা কম ($22\text{ MeV} < 27.153\text{ MeV}$ এবং $25\text{ MeV} < 27.153\text{ MeV}$)।

   অতএব, সামিয়া অথবা স্নেহা—কারও পক্ষেই হিলিয়াম নিউক্লিয়াস ভাঙা সম্ভব হবে না।