দশম শ্রেণী ভৌত বিজ্ঞান: অধ্যায় ৭ – পরামাণুর নিউক্লিয়াস
অধ্যায়ের ভূমিকা: পরমাণুর নিউক্লিয়াস (Atomic Nucleus)
[attachment_0](attachment)আমরা জানি পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা হলো পরমাণু। কিন্তু এই পরমাণুর ঠিক মাঝখানে যে অতি ক্ষুদ্র অংশটি থাকে, তাকে বলে নিউক্লিয়াস। আকার অতি নগণ্য হলেও এর ভেতরেই লুকিয়ে আছে মহাবিশ্বের অকল্পনীয় শক্তি।
ঊনবিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করলেন যে কিছু ভারী মৌল আপনা-আপনি অদৃশ্য রশ্মি বিকিরণ করে—যাকে আমরা বলি তেজস্ক্রিয়তা।
এই অধ্যায়ে আমরা জানব:
- আলফা ($\alpha$), বিটা ($\beta$) ও গামা ($\gamma$) রশ্মির রহস্য।
- আইনস্টাইনের বিখ্যাত সমীকরণ $E=mc^2$ এবং ভর ও শক্তির রূপান্তর।
- পরমাণু বোমা (নিউক্লীয় বিভাজন) এবং নক্ষত্র বা সূর্যের শক্তির উৎস (নিউক্লীয় সংযোজন)।
- নিউক্লীয় চুল্লি থেকে কীভাবে বিদ্যুৎ তৈরি হয়।
📊 মাধ্যমিক নম্বর বিভাজন (Tentative):এই অধ্যায় থেকে সাধারণত ৫ নম্বরের প্রশ্ন আসে।
- MCQ (বিভাগ-ক): ১টি প্রশ্ন × ১ = ১ নম্বর
- অতি সংক্ষিপ্ত (বিভাগ-খ): ১টি প্রশ্ন × ১ = ১ নম্বর
- দীর্ঘ উত্তরধর্মী (বিভাগ-ঘ): ১টি প্রশ্ন × ৩ = ৩ নম্বর
- মোট: ৫ নম্বর
বিভাগ-ক: বহু বিকল্প ভিত্তিক প্রশ্ন (MCQ) – ৩০টি
১. তেজস্ক্রিয়তা (Radioactivity) কে আবিষ্কার করেন? [মাধ্যমিক ২০১৭]
- মাদাম কুরি
- হেনরি বেকরেল
- রাদারফোর্ড
- আইনস্টাইন
✅ সঠিক উত্তর: (B) হেনরি বেকরেল
২. নিচের কোন রশ্মিটি তড়িৎক্ষেত্র দ্বারা বিচ্যুত হয় না? [মাধ্যমিক ২০১৯]
- $\alpha$-রশ্মি
- $\beta$-রশ্মি
- $\gamma$-রশ্মি
- পজিট্রন
✅ সঠিক উত্তর: (C) $\gamma$-রশ্মি (এটি নিস্তড়িৎ)
৩. তেজস্ক্রিয়তার এস.আই (SI) একক কী?
- কুরি (Ci)
- রাদারফোর্ড (Rd)
- বেকারেল (Bq)
- রন্টজেন
✅ সঠিক উত্তর: (C) বেকারেল (Bq)
৪. সবচেয়ে বেশি ভেদন ক্ষমতা (Penetrating Power) যুক্ত রশ্মি কোনটি? [মাধ্যমিক ২০১৮]
- $\alpha$-রশ্মি
- $\beta$-রশ্মি
- $\gamma$-রশ্মি
- X-রশ্মি
✅ সঠিক উত্তর: (C) $\gamma$-রশ্মি
৫. সবচেয়ে বেশি আয়নায়ন ক্ষমতা (Ionizing Power) যুক্ত রশ্মি কোনটি?
- $\alpha$-রশ্মি
- $\beta$-রশ্মি
- $\gamma$-রশ্মি
- সবগুলির সমান
✅ সঠিক উত্তর: (A) $\alpha$-রশ্মি (ভর ও আধান বেশি বলে)
৬. $\alpha$-কণা আসলে কী? [মাধ্যমিক ২০২০]
- ইলেকট্রন কণা
- হিলিয়াম পরমাণু
- হিলিয়াম নিউক্লিয়াস (${_2^4}\text{He}^{2+}$)
- প্রোটন কণা
✅ সঠিক উত্তর: (C) হিলিয়াম নিউক্লিয়াস
৭. কোন তেজস্ক্রিয় রশ্মিটি ঋণাত্মক আধানযুক্ত?
- আলফা
- বিটা
- গামা
- এক্স-রশ্মি
✅ সঠিক উত্তর: (B) বিটা (এটি ইলেকট্রন কণার স্রোত)
৮. সূর্য ও নক্ষত্রের শক্তির প্রধান উৎস কী? [মাধ্যমিক ২০১৮]
- নিউক্লীয় বিভাজন
- নিউক্লীয় সংযোজন
- রাসায়নিক দহন
- তেজস্ক্রিয়তা
✅ সঠিক উত্তর: (B) নিউক্লীয় সংযোজন
৯. পরমাণু বোমা (Atom Bomb) তৈরির মূলনীতি কোনটি?
- নিউক্লীয় সংযোজন
- নিউক্লীয় বিভাজন
- রাসায়নিক বিস্ফোরণ
- কোনোটিই নয়
✅ সঠিক উত্তর: (B) নিউক্লীয় বিভাজন
১০. একটি $\alpha$-কণা নির্গত হলে মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা কত কমে?
- ১ একক
- ২ একক
- ৩ একক
- ৪ একক
✅ সঠিক উত্তর: (B) ২ একক
১১. একটি $\beta$-কণা নির্গত হলে নতুন মৌলের—
- ভর সংখ্যা ১ বাড়ে
- পারমাণবিক সংখ্যা ১ কমে
- পারমাণবিক সংখ্যা ১ বাড়ে
- ভর সংখ্যা ৪ কমে
✅ সঠিক উত্তর: (C) পারমাণবিক সংখ্যা ১ বাড়ে
১২. ভর ও শক্তির তুল্যতা সমীকরণটি হলো—
- $E = mc$
- $E = m/c^2$
- $E = mc^2$
- $E = m^2c$
✅ সঠিক উত্তর: (C) $E = mc^2$ (আইনস্টাইনের সমীকরণ)
১৩. ১ পারমাণবিক ভর এককের ($1 \text{ amu}$) সমতুল্য শক্তি কত?
- $931 \text{ MeV}$
- $9.31 \text{ MeV}$
- $100 \text{ MeV}$
- $1 \text{ MeV}$
✅ সঠিক উত্তর: (A) $931 \text{ MeV}$
১৪. নিউক্লীয় চুল্লিতে (Nuclear Reactor) জ্বালানি হিসেবে কী ব্যবহৃত হয়?
- রেডিয়াম
- ইউরেনিয়াম-২৩৫ (${^{235}}\text{U}$)
- ইউরেনিয়াম-২৩৮
- থোরিয়াম
✅ সঠিক উত্তর: (B) ইউরেনিয়াম-২৩৫
১৫. ক্যানসার চিকিৎসায় ব্যবহৃত আইসোটোপটি হলো—
- কোবাল্ট-৬০ (${^{60}}\text{Co}$)
- কার্বন-১৪
- আয়োডিন-১৩১
- ইউরেনিয়াম-২৩৫
✅ সঠিক উত্তর: (A) কোবাল্ট-৬০
১৬. নিউক্লীয় বিভাজনে ইউরেনিয়াম পরমাণুকে আঘাত করা হয় কী দিয়ে?
- ইলেকট্রন
- প্রোটন
- নিউট্রন (মন্থর গতির)
- আলফা কণা
✅ সঠিক উত্তর: (C) নিউট্রন (মন্থর গতির)
১৭. থাইরয়েড গ্রন্থির চিকিৎসায় কোন আইসোটোপ লাগে?
- ${^{60}}\text{Co}$
- ${^{131}}\text{I}$ (আয়োডিন)
- ${^{24}}\text{Na}$
- ${^{14}}\text{C}$
✅ সঠিক উত্তর: (B) ${^{131}}\text{I}$
১৮. নিউক্লীয় চুল্লিতে ‘মডারেটর’ হিসেবে কী ব্যবহৃত হয়?
- ক্যাডমিয়াম দণ্ড
- ভারী জল ($D_2O$) বা গ্রাফাইট
- তরল সোডিয়াম
- সীসা
✅ সঠিক উত্তর: (B) ভারী জল বা গ্রাফাইট (নিউট্রনের গতি কমানোর জন্য)
১৯. হাইড্রোজেন বোমা তৈরির মূলনীতি কী?
- নিউক্লীয় সংযোজন
- নিউক্লীয় বিভাজন
- রাসায়নিক বিক্রিয়া
- শৃঙ্খল বিক্রিয়া
✅ সঠিক উত্তর: (A) নিউক্লীয় সংযোজন
২০. তেজস্ক্রিয় মৌলগুলি বিঘটনের শেষে কোন স্থায়ী মৌলে পরিণত হয়?
- সোনা
- ইউরেনিয়াম
- লেড বা সীসা ($Pb$)
- আয়রন
✅ সঠিক উত্তর: (C) লেড বা সীসা
২১. কোন রশ্মি নির্গত হলে নিউক্লিয়াসের ভর সংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে?
- $\alpha$
- $\beta$
- $\gamma$
- সবকটি
✅ সঠিক উত্তর: (C) $\gamma$ (গামা)
২২. তেজস্ক্রিয়তা একটি—
- রাসায়নিক ঘটনা
- নিউক্লীয় ঘটনা
- ইলেকট্রনীয় ঘটনা
- ভৌত পরিবর্তন
✅ সঠিক উত্তর: (B) নিউক্লীয় ঘটনা (নিউক্লিয়াস থেকে ঘটে)
২৩. পুরোনো গাছ বা জীবাশ্মের বয়স নির্ণয়ে (Carbon Dating) কোনটি ব্যবহৃত হয়?
- ${^{12}}\text{C}$
- ${^{14}}\text{C}$
- ${^{238}}\text{U}$
- ${^{40}}\text{K}$
✅ সঠিক উত্তর: (B) ${^{14}}\text{C}$
২৪. ভর বিচ্যুতি (Mass Defect) কোন শক্তির উৎস?
- রাসায়নিক বন্ধন শক্তি
- নিউক্লীয় বন্ধন শক্তি
- মহাকর্ষীয় শক্তি
- গতিশক্তি
✅ সঠিক উত্তর: (B) নিউক্লীয় বন্ধন শক্তি
২৫. কোন কণার ভর ইলেকট্রনের ভরের সমান?
- আলফা কণা
- প্রোটন
- বিটা কণা
- নিউট্রন
✅ সঠিক উত্তর: (C) বিটা কণা (ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা)
২৬. $\gamma$-রশ্মির আধান কত?
- $+2$
- $-1$
- শূন্য
- $+1$
✅ সঠিক উত্তর: (C) শূন্য (নিস্তড়িৎ)
২৭. নিউক্লীয় বিভাজনে ১টি নিউক্লিয়াস ভেঙে গড়ে কয়টি নিউট্রন নির্গত হয়?
- ২টি
- ৩টি
- ৪টি
- ৫টি
✅ সঠিক উত্তর: (B) ৩টি (সঠিকভাবে ২.৫ থেকে ৩টি)
২৮. তেজস্ক্রিয় বিকিরণ থেকে বাঁচতে কোন ধাতুর বর্ম ব্যবহার করা হয়?
- অ্যালুমিনিয়াম
- লোহা
- সীসা (Lead)
- তামা
✅ সঠিক উত্তর: (C) সীসা (Lead Blocks)
২৯. নিউক্লীয় সংযোজন বিক্রিয়া ঘটানোর জন্য প্রয়োজন—
- খুব নিম্ন তাপমাত্রা
- খুব উচ্চ তাপমাত্রা
- সাধারণ তাপমাত্রা
- উচ্চ চাপ ও নিম্ন তাপমাত্রা
✅ সঠিক উত্তর: (B) খুব উচ্চ তাপমাত্রা (প্রায় $10^7 \text{ K}$)
৩০. আলফা কণার ভর প্রোটনের ভরের প্রায় কত গুণ?
- ২ গুণ
- ৩ গুণ
- ৪ গুণ
- সমান
✅ সঠিক উত্তর: (C) ৪ গুণ (২টি প্রোটন ও ২টি নিউট্রন থাকে)
অধ্যায়: পরমাণুর নিউক্লিয়াস (Atomic Nucleus)
বিভাগ: সত্য/মিথ্যা, শূন্যস্থান ও অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন
বিভাগ-ক: সত্য অথবা মিথ্যা নির্বাচন করো (১৫টি)
১. তেজস্ক্রিয়তা একটি নিউক্লীয় ঘটনা। [মাধ্যমিক ২০১৭]
✅ উত্তর: সত্য
২. $\gamma$-রশ্মি (গামা) ধণাত্মক আধানযুক্ত।
❌ উত্তর: মিথ্যা (এটি নিস্তড়িৎ)।
৩. নিউক্লীয় সংযোজন ঘটাতে অতি উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়।
✅ উত্তর: সত্য
৪. পারমাণবিক বোমা নিউক্লীয় বিভাজন নীতির ওপর ভিত্তি করে তৈরি।
✅ উত্তর: সত্য
৫. $\beta$-কণা হলো নিউক্লিয়াস থেকে নির্গত তীব্র গতিবেগ সম্পন্ন ইলেকট্রন।
✅ উত্তর: সত্য
৬. তেজস্ক্রিয়তার এস.আই (SI) একক হলো কুরি (Ci)।
❌ উত্তর: মিথ্যা (এস.আই একক বেকারেল)।
৭. $\alpha$-রশ্মির ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি।
❌ উত্তর: মিথ্যা ($\gamma$-রশ্মির ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি)।
৮. সূর্যের শক্তির প্রধান উৎস হলো নিউক্লীয় বিভাজন। [মাধ্যমিক ২০১৮]
❌ উত্তর: মিথ্যা (নিউক্লীয় সংযোজন)।
৯. ভর বিচ্যুতি শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
✅ উত্তর: সত্য
১০. $1 \text{ amu}$ ভরের সমতুল্য শক্তি হলো $931 \text{ MeV}$।
✅ উত্তর: সত্য
১১. তেজস্ক্রিয় বিঘটনের ফলে শেষ পর্যন্ত সীসা ($Pb$) উৎপন্ন হয়।
✅ উত্তর: সত্য
১২. নিউক্লীয় রিয়্যাক্টরে মডারেটর হিসেবে ক্যাডমিয়াম দণ্ড ব্যবহার করা হয়।
❌ উত্তর: মিথ্যা (ভারী জল বা গ্রাফাইট ব্যবহার করা হয়)।
১৩. $\gamma$-রশ্মি হলো একপ্রকার তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ।
✅ উত্তর: সত্য
১৪. বাহ্যিক চাপ ও উষ্ণতা পরিবর্তনের ফলে তেজস্ক্রিয়তা প্রভাবিত হয়।
❌ উত্তর: মিথ্যা (এটি সম্পূর্ণ স্বতঃস্ফূর্ত এবং বাহ্যিক প্রভাবমুক্ত)।
১৫. হাইড্রোজেন বোমা পরমাণু বোমার চেয়ে বেশি শক্তিশালী।
✅ উত্তর: সত্য
বিভাগ-খ: শূন্যস্থান পূরণ করো (১৫টি)
১. আলফা কণা হলো হিলিয়াম পরমাণুর _______।
✅ উত্তর: নিউক্লিয়াস (${_2^4}\text{He}^{2+}$)
২. বিটা কণা _______ আধানযুক্ত কণা।
✅ উত্তর: ঋণাত্মক
৩. শূন্যস্থানে $\gamma$-রশ্মির বেগ _______-এর বেগের সমান।
✅ উত্তর: আলো ($3 \times 10^8 \text{ m/s}$)
৪. নিউক্লীয় রিয়্যাক্টরে জ্বালানি হিসেবে _______ আইসোটোপ ব্যবহৃত হয়।
✅ উত্তর: ইউরেনিয়াম-২৩৫ (${^{235}}\text{U}$)
৫. সূর্য ও নক্ষত্রের শক্তির উৎস হলো নিউক্লীয় _______। [মাধ্যমিক ২০১৯]
✅ উত্তর: সংযোজন (Fusion)
৬. তেজস্ক্রিয়তার এস.আই একক হলো _______।
✅ উত্তর: বেকারেল (Bq)
৭. আইনস্টাইনের ভর ও শক্তির তুল্যতা সমীকরণটি হলো _______।
✅ উত্তর: $E = mc^2$
৮. ক্যানসার চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় _______ ব্যবহার করা হয়।
✅ উত্তর: কোবাল্ট (${^{60}}\text{Co}$)
৯. সবচেয়ে বেশি আয়নায়ন ক্ষমতাযুক্ত তেজস্ক্রিয় রশ্মি হলো _______।
✅ উত্তর: আলফা ($\alpha$)
১০. তেজস্ক্রিয় বিকিরণ থেকে বাঁচতে _______ ধাতুর বর্ম ব্যবহার করা হয়।
✅ উত্তর: সীসা (Lead)
১১. তেজস্ক্রিয় কার্বন (${^{14}}\text{C}$) ব্যবহৃত হয় _______-এর বয়স নির্ণয়ে।
✅ উত্তর: জীবাশ্ম বা প্রত্নতাত্ত্বিক নমুনা
১২. নিউক্লীয় বিভাজন বিক্রিয়ায় আঘাতকারী কণাটি হলো _______।
✅ উত্তর: নিউট্রন
১৩. একটি $\alpha$-কণা নির্গত হলে মৌলের ভর সংখ্যা _______ একক কমে।
✅ উত্তর: ৪
১৪. থাইরয়েড গ্রন্থির চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় _______ ব্যবহৃত হয়।
✅ উত্তর: আয়োডিন (${^{131}}\text{I}$)
১৫. একটি $\beta$-কণা নির্গত হলে মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা _______ একক বাড়ে।
✅ উত্তর: ১
বিভাগ-গ: অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও উত্তর (৩০টি)
১. তেজস্ক্রিয়তা কে আবিষ্কার করেন?
✅ উত্তর: হেনরি বেকরেল (১৮৯৬ সালে)।
২. আলফা কণা আসলে কী? [মাধ্যমিক ২০২০]
✅ উত্তর: আলফা কণা হলো ধনাত্মক আধানযুক্ত হিলিয়াম নিউক্লিয়াস (${_2^4}\text{He}^{2+}$)।
৩. গামা রশ্মির আধান কত?
✅ উত্তর: গামা রশ্মি নিস্তড়িৎ বা আধানহীন (Charge is zero)।
৪. $1$ কুরি ($1 \text{ Ci}$) সমান কত বেকারেল ($Bq$)?
✅ উত্তর: $1 \text{ Ci} = 3.7 \times 10^{10} \text{ Bq}$।
৫. তড়িৎক্ষেত্রে কোন রশ্মির বিচ্যুতি সবচেয়ে বেশি হয়?
✅ উত্তর: বিটা ($\beta$) রশ্মির (কারণ এর ভর খুব কম)।
৬. নিউক্লীয় সংযোজনের একটি প্রাকৃতিক দৃষ্টান্ত দাও।
✅ উত্তর: সূর্য এবং নক্ষত্রগুলিতে শক্তি উৎপাদন।
৭. পরমাণু বোমা কোন নীতির ওপর ভিত্তি করে গঠিত?
✅ উত্তর: অনিয়ন্ত্রিত নিউক্লীয় বিভাজন (Uncontrolled Nuclear Fission)।
৮. ভর বিচ্যুতি (Mass Defect) বলতে কী বোঝো?
✅ উত্তর: নিউক্লিয়াসের প্রকৃত ভর, এর গঠনকারী প্রোটন ও নিউট্রনগুলির মোট ভরের চেয়ে কিছুটা কম হয়। ভরের এই পার্থক্যকে ভর বিচ্যুতি বলে।
৯. $1 \text{ amu}$ ভরের শক্তিমূল্য কত?
✅ উত্তর: $931 \text{ MeV}$ (প্রায়)।
১০. একটি প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয় মৌলের নাম লেখো।
✅ উত্তর: ইউরেনিয়াম ($\text{U}$), রেডিয়াম ($\text{Ra}$) বা থোরিয়াম ($\text{Th}$)।
১১. একটি কৃত্রিম তেজস্ক্রিয় মৌলের নাম লেখো।
✅ উত্তর: প্লুটোনিয়াম ($\text{Pu}$) বা নেপচুনিয়াম ($\text{Np}$)।
১২. ইউরেনিয়াম খনিজ থেকে কী পাওয়া যায়?
✅ উত্তর: পিচব্লেন্ড থেকে ইউরেনিয়াম এবং রেডিয়াম পাওয়া যায়।
১৩. নিউক্লীয় চুল্লিতে মডারেটর হিসেবে কী ব্যবহৃত হয়?
✅ উত্তর: ভারী জল ($D_2O$) বা গ্রাফাইট ব্লক।
১৪. নিউক্লীয় চুল্লিতে নিয়ন্ত্রক দণ্ড (Control Rod) হিসেবে কী ব্যবহৃত হয়?
✅ উত্তর: ক্যাডমিয়াম ($Cd$) বা বোরন দণ্ড।
১৫. নিউক্লীয় চুল্লিতে শীতলীকরণের জন্য কী ব্যবহৃত হয়?
✅ উত্তর: গলিত সোডিয়াম ($Na$) ধাতু বা ভারী জল।
১৬. নিউক্লীয় সংযোজনকে ‘তাপ-নিউক্লীয় বিক্রিয়া’ বলা হয় কেন?
✅ উত্তর: কারণ এই বিক্রিয়া ঘটাতে অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রা ($10^7 \text{ K}$) প্রয়োজন হয়।
১৭. $\gamma$-রশ্মি কী?
✅ উত্তর: নিউক্লিয়াস থেকে নির্গত অত্যন্ত ক্ষুদ্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যের শক্তিশালী তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ।
১৮. একটি $\alpha$-কণা নির্গত হলে পর্যায় সারণিতে মৌলের অবস্থান কীভাবে বদলায়?
✅ উত্তর: মৌলটি পর্যায় সারণিতে ২ ঘর বামদিকে সরে আসে (শ্রেণি সংখ্যা ২ কমে)।
১৯. একটি $\beta$-কণা নির্গত হলে পর্যায় সারণিতে অবস্থান কীভাবে বদলায়?
✅ উত্তর: মৌলটি ১ ঘর ডানদিকে সরে যায় (শ্রেণি সংখ্যা ১ বাড়ে)।
২০. $\gamma$-রশ্মি নির্গত হলে মৌলের কী পরিবর্তন হয়?
✅ উত্তর: মৌলের ভর সংখ্যা বা পারমাণবিক সংখ্যার কোনো পরিবর্তন হয় না, কেবল নিউক্লিয়াসটি শক্তি হারিয়ে সুস্থিত হয়।
২১. কার্বন ডেটিং (Carbon Dating) কী?
✅ উত্তর: তেজস্ক্রিয় কার্বন (${^{14}}\text{C}$) ব্যবহার করে প্রাচীন জীবাশ্ম বা গাছপালার বয়স নির্ণয় করার পদ্ধতি।
২২. ক্যানসার চিকিৎসায় কোন রশ্মি ব্যবহৃত হয়?
✅ উত্তর: কোবাল্ট-৬০ থেকে নির্গত গামা ($\gamma$) রশ্মি।
২৩. তেজস্ক্রিয় বিকিরণের ফলে মানবদেহের একটি ক্ষতির নাম লেখো।
✅ উত্তর: ক্যানসার বা লিউকেমিয়া এবং জিনগত বিকৃতি (Genetic mutation)।
২৪. তেজস্ক্রিয় মৌল নাড়াচাড়া করার সময় কোন ধাতুর তৈরি গ্লাভস বা অ্যাপ্রন পরা উচিত?
✅ উত্তর: সীসা বা লেড ($Pb$)-এর তৈরি।
২৫. কোন রশ্মির ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি? [মাধ্যমিক ২০১৭]
✅ উত্তর: গামা ($\gamma$) রশ্মির।
২৬. কোন রশ্মির গ্যাসকে আয়নিত করার ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি?
✅ উত্তর: আলফা ($\alpha$) রশ্মির।
২৭. তেজস্ক্রিয়তা পরিমাপের এস.আই একক কী?
✅ উত্তর: বেকারেল (Bq)।
২৮. নিউক্লীয় বন্ধন শক্তি (Nuclear Binding Energy) কাকে বলে?
✅ উত্তর: নিউক্লিয়নের (প্রোটন ও নিউট্রন) ভরের যে অংশ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে নিউক্লিয়াসকে দৃঢ়ভাবে আটকে রাখে, তাকে নিউক্লীয় বন্ধন শক্তি বলে।
২৯. বিটা কণার বেগ কার বেগের কাছাকাছি?
✅ উত্তর: আলোর বেগের কাছাকাছি ($3 \times 10^8 \text{ m/s}$)।
৩০. বিভাজনযোগ্য বা Fissile একটি উপাদানের নাম লেখো।
✅ উত্তর: ইউরেনিয়াম-২৩৫ (${^{235}}\text{U}$) বা প্লুটোনিয়াম-২৩৯ (${^{239}}\text{Pu}$)।
বিভাগ-ঘ: সংক্ষিপ্ত উত্তরধর্মী প্রশ্ন (প্রতিটি প্রশ্নের মান – ২)
বিষয়: ভৌতবিজ্ঞান | অধ্যায়: পরমাণুর নিউক্লিয়াস | মোট প্রশ্ন: ২০
১. তেজস্ক্রিয়তা (Radioactivity) কাকে বলে? এর একটি বৈশিষ্ট্য লেখো। [মাধ্যমিক ২০১৭]
✅ উত্তর: যে ধর্মের জন্য উচ্চ পারমাণবিক ভরবিশিষ্ট (সাধারণত ৮২-এর বেশি) কিছু মৌলের নিউক্লিয়াস স্বতঃস্ফূর্তভাবে ভেঙে গিয়ে নতুন মৌলের নিউক্লিয়াসে পরিণত হয় এবং সেই সঙ্গে অদৃশ্য রশ্মি ($\alpha, \beta, \gamma$) বিকিরণ করে, তাকে তেজস্ক্রিয়তা বলে।
বৈশিষ্ট্য: এটি একটি সম্পূর্ণ নিউক্লীয় ঘটনা, বাহ্যিক চাপ বা তাপ দ্বারা এটি প্রভাবিত হয় না।
২. আলফা ($\alpha$), বিটা ($\beta$) ও গামা ($\gamma$) রশ্মির আধান ও প্রকৃতির তুলনা করো।
✅ উত্তর:
১) আলফা: ধনাত্মক আধানযুক্ত হিলিয়াম নিউক্লিয়াস স্রোত।
২) বিটা: ঋণাত্মক আধানযুক্ত তীব্র গতিবেগ সম্পন্ন ইলেকট্রন কণার স্রোত।
৩) গামা: নিস্তড়িৎ বা আধানহীন অত্যন্ত ক্ষুদ্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ।
৩. ভর বিচ্যুতি (Mass Defect) বলতে কী বোঝো?
✅ উত্তর: কোনো পরমাণুর নিউক্লিয়াসের প্রকৃত ভর, নিউক্লিয়াস গঠনকারী প্রোটন ও নিউট্রনগুলির মোট ভরের সমষ্টি অপেক্ষা কিছুটা কম হয়। ভরের এই পার্থক্যকে ভর বিচ্যুতি ($\Delta m$) বলে। এই হারানো ভরই শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে নিউক্লীয় বন্ধন শক্তি সৃষ্টি করে।
৪. নিউক্লীয় বন্ধন শক্তি (Nuclear Binding Energy) কাকে বলে? এর উৎস কী? [মাধ্যমিক ২০১৯]
✅ উত্তর: যে শক্তির প্রভাবে নিউক্লিয়াসের ভেতরে প্রোটন ও নিউট্রনগুলি (নিউক্লিয়ন) পরস্পরের সাথে দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ থাকে এবং নিউক্লিয়াসকে সুস্থিত রাখে, তাকে নিউক্লীয় বন্ধন শক্তি বলে।
উৎস: ভর বিচ্যুতি বা ভরের শক্তিতে রূপান্তর ($E = \Delta m c^2$)।
৫. নিউক্লীয় বিভাজন (Nuclear Fission) কাকে বলে? একটি উদাহরণ দাও।
✅ উত্তর: যে প্রক্রিয়ায় একটি ভারী নিউক্লিয়াসকে কৃত্রিম উপায়ে (যেমন নিউট্রন দ্বারা আঘাত করে) ভেঙে প্রায় সমান ভরের দুটি হালকা নিউক্লিয়াসে পরিণত করা হয় এবং সেই সঙ্গে প্রচুর শক্তি ও নিউট্রন নির্গত হয়, তাকে নিউক্লীয় বিভাজন বলে।
উদাহরণ: ইউরেনিয়াম (${^{235}}\text{U}$)-এর বিভাজন।
৬. নিউক্লীয় সংযোজন (Nuclear Fusion) কাকে বলে? উদাহরণ দাও।
✅ উত্তর: যে প্রক্রিয়ায় অতি উচ্চ তাপমাত্রায় দুটি হালকা নিউক্লিয়াস যুক্ত হয়ে একটি অপেক্ষাকৃত ভারী ও সুস্থিত নিউক্লিয়াস গঠন করে এবং প্রচুর শক্তি নির্গত হয়, তাকে নিউক্লীয় সংযোজন বলে।
উদাহরণ: ৪টি হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস যুক্ত হয়ে ১টি হিলিয়াম নিউক্লিয়াস গঠন।
৭. নিউক্লীয় সংযোজনকে ‘তাপ-নিউক্লীয় বিক্রিয়া’ (Thermonuclear Reaction) বলা হয় কেন? [মাধ্যমিক ২০১৮]
✅ উত্তর: নিউক্লীয় সংযোজন বিক্রিয়া ঘটানোর জন্য ধনাত্মক আধানযুক্ত নিউক্লিয়াসগুলির বিকর্ষণ বল কাটিয়ে তাদের কাছে আনতে হয়। এর জন্য প্রায় $10^7 \text{ K}$ থেকে $10^8 \text{ K}$ অতি উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। তাই একে তাপ-নিউক্লীয় বিক্রিয়া বলা হয়।
৮. নিউক্লিয়াস থেকে বিটা ($\beta$) কণা নির্গত হয় কীভাবে? নিউক্লিয়াসে তো ইলেকট্রন থাকে না।
✅ উত্তর: নিউক্লিয়াসের ভেতরে কোনো ইলেকট্রন থাকে না। কিন্তু তেজস্ক্রিয় বিঘটনের সময় নিউক্লিয়াসের একটি নিউট্রন ($n$) ভেঙে একটি প্রোটন ($p$) এবং একটি ইলেকট্রনে ($e^-$) পরিণত হয়।
${_0^1}n \rightarrow {_1^1}H + {_{-1}^0}e$ (বিটা কণা)।
প্রোটনটি নিউক্লিয়াসে থেকে যায় এবং ইলেকট্রনটি বিটা কণা রূপে তীব্র বেগে বেরিয়ে আসে।
৯. তেজস্ক্রিয়তার দুটি ব্যবহারিক প্রয়োগ উল্লেখ করো।
✅ উত্তর: ১) চিকিৎসা: ক্যানসার কোশ ধ্বংস করতে কোবাল্ট-৬০ (${^{60}}\text{Co}$) এবং থাইরয়েডের চিকিৎসায় আয়োডিন-১৩১ (${^{131}}\text{I}$) ব্যবহৃত হয়।
২) বয়স নির্ণয়: প্রাচীন জীবাশ্ম বা গাছপালার বয়স নির্ণয়ে তেজস্ক্রিয় কার্বন বা কার্বন ডেটিং (${^{14}}\text{C}$) পদ্ধতি ব্যবহৃত হয়।
১০. নিউক্লীয় বিভাজন ও নিউক্লীয় সংযোজনের মধ্যে দুটি পার্থক্য লেখো। [মাধ্যমিক ২০২০]
✅ উত্তর: ১) বিভাজনে ভারী নিউক্লিয়াস ভেঙে হালকা নিউক্লিয়াস তৈরি হয়, কিন্তু সংযোজনে হালকা নিউক্লিয়াস জুড়ে ভারী নিউক্লিয়াস তৈরি হয়।
২) বিভাজনের তুলনায় সংযোজনে একক ভরে অনেক বেশি পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়।
১১. কোনো মৌলের তেজস্ক্রিয়তা কি রাসায়নিক বিক্রিয়া? যুক্তি দাও।
✅ উত্তর: না, তেজস্ক্রিয়তা রাসায়নিক বিক্রিয়া নয়। রাসায়নিক বিক্রিয়ায় পরমাণুর বাইরের কক্ষের ইলেকট্রন অংশগ্রহণ করে এবং নতুন অণু গঠিত হয়, কিন্তু পরমাণু পাল্টায় না। তেজস্ক্রিয়তায় নিউক্লিয়াস ভেঙে সম্পূর্ণ নতুন মৌলের পরমাণু সৃষ্টি হয় এবং এটি বাহ্যিক প্রভাবমুক্ত।
১২. $\alpha, \beta, \gamma$-রশ্মির ভেদন ক্ষমতার ক্রমটি লেখো।
✅ উত্তর: ভেদন ক্ষমতার ঊর্ধ্বক্রম: $\alpha < \beta < \gamma$।
অর্থাৎ, আলফা রশ্মির ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে কম এবং গামা রশ্মির ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি (আলফার প্রায় ১০,০০০ গুণ)।
১৩. তেজস্ক্রিয় মৌলের নিউক্লিয়াস থেকে $\alpha$-কণা নির্গত হলে মৌলের অবস্থান কীভাবে পরিবর্তিত হয়? (সডি-ফাজান সূত্র)
✅ উত্তর: কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলের নিউক্লিয়াস থেকে একটি $\alpha$-কণা (${_2^4}\text{He}$) নির্গত হলে, নতুন উৎপন্ন মৌলটির ভর সংখ্যা ৪ একক কমে এবং পারমাণবিক সংখ্যা ২ একক কমে। ফলে মৌলটি পর্যায় সারণিতে জনক মৌলের অবস্থান থেকে ২ ঘর বামদিকে সরে যায়।
১৪. নিউক্লীয় শৃঙ্খল বিক্রিয়া (Nuclear Chain Reaction) বলতে কী বোঝো?
✅ উত্তর: নিউক্লীয় বিভাজনে একটি ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াস ভাঙলে ৩টি নতুন নিউট্রন নির্গত হয়। এই নিউট্রনগুলি পরবর্তী ৩টি ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসকে আঘাত করে এবং আরও নিউট্রন ও শক্তি উৎপন্ন করে। এভাবে বিক্রিয়াটি জ্যামিতিক হারে স্বতঃস্ফূর্তভাবে চলতে থাকে, একে শৃঙ্খল বিক্রিয়া বলে।
১৫. তেজস্ক্রিয় বিকিরণের দুটি ক্ষতিকারক প্রভাব লেখো।
✅ উত্তর: ১) জীবন্ত কোশ ধ্বংস করে এবং ক্যানসার (যেমন- ব্লাড ক্যানসার বা লিউকেমিয়া) সৃষ্টি করতে পারে।
২) জিনগত পরিবর্তন বা মিউটেশন ঘটায়, যার ফলে বিকলাঙ্গ শিশুর জন্ম হতে পারে।
১৬. নিউক্লীয় চুল্লি (Nuclear Reactor)-তে মডারেটরের কাজ কী?
✅ উত্তর: নিউক্লীয় বিভাজনের ফলে উৎপন্ন নিউট্রনগুলির গতিবেগ খুব বেশি থাকে। শৃঙ্খল বিক্রিয়া বজায় রাখার জন্য নিউট্রনগুলির গতিবেগ কমানো প্রয়োজন। মডারেটর (যেমন- ভারী জল, গ্রাফাইট) নিউট্রনগুলির গতিবেগ কমিয়ে তাদের ‘তাপীয় নিউট্রনে’ পরিণত করে।
১৭. গামা রশ্মি নির্গমনের ফলে নিউক্লিয়াসের গঠনের কোনো পরিবর্তন হয় কি?
✅ উত্তর: না। গামা রশ্মি হলো অতিরিক্ত শক্তি বা ফোটন কণা। $\alpha$ বা $\beta$ কণা নির্গমনের পর নিউক্লিয়াসটি উত্তেজিত অবস্থায় থাকলে, গামা রশ্মি বিকিরণ করে তা ভূমিস্তরে বা সুস্থিত অবস্থায় আসে। এতে প্রোটন বা নিউট্রন সংখ্যার (ভর বা পারমাণবিক সংখ্যা) কোনো পরিবর্তন হয় না।
১৮. আইনস্টাইনের ভর-শক্তি সমীকরণটি লেখো এবং পদগুলি ব্যাখ্যা করো।
✅ উত্তর: সমীকরণ: $E = mc^2$।
এখানে,
$E$ = উৎপন্ন শক্তি (জুল এককে),
$m$ = বিলুপ্ত ভর বা ভরের হ্রাস (কেজি এককে),
$c$ = শূন্যস্থানে আলোর বেগ ($3 \times 10^8 \text{ m/s}$)।
১৯. সূর্য ও নক্ষত্রের অফুরন্ত শক্তির উৎস কী?
✅ উত্তর: সূর্য ও নক্ষত্রে প্রচুর পরিমাণে হাইড্রোজেন আছে। অতি উচ্চ তাপমাত্রায় ৪টি হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস (${_1^1}\text{H}$) সংযোজিত হয়ে ১টি হিলিয়াম নিউক্লিয়াস (${_2^4}\text{He}$) গঠন করে। এই প্রক্রিয়ায় ভরের যে হ্রাস ঘটে, তা আইনস্টাইনের সূত্র অনুযায়ী বিপুল শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এটিই নক্ষত্রের শক্তির উৎস।
২০. তেজস্ক্রিয় দূষণ রোধে দুটি সতর্কতা বা সুরক্ষা ব্যবস্থা লেখো।
✅ উত্তর: ১) তেজস্ক্রিয় পদার্থকে সর্বদা পুরু সীসার (Lead) পাত্রে বা দেওয়াল ঘেরা ঘরে রাখা উচিত।
২) তেজস্ক্রিয় পদার্থ নিয়ে কাজ করার সময় কর্মীদের বিশেষ পোশাক (Lead Apron), চশমা এবং গ্লাভস ব্যবহার করা এবং রিমোট কন্ট্রোল যন্ত্র ব্যবহার করা উচিত।
বিভাগ-চ: দীর্ঘ উত্তরধর্মী প্রশ্ন (পর্ব-১)
বিষয়: ভৌতবিজ্ঞান | অধ্যায়: পরমাণুর নিউক্লিয়াস | প্রশ্ন সংখ্যা: ১-৩০
১. আলফা ($\alpha$), বিটা ($\beta$) ও গামা ($\gamma$) রশ্মির আধান, ভর ও ভেদন ক্ষমতার তুলনা করো। [মাধ্যমিক ২০১৭, ২০১৯]
✅ উত্তর:
| ধর্ম | আলফা ($\alpha$) | বিটা ($\beta$) | গামা ($\gamma$) |
|---|---|---|---|
| ১. আধান | ধনাত্মক ($+2$ একক) | ঋণাত্মক ($-1$ একক) | নিস্তড়িৎ ($0$) |
| ২. ভর | সবচেয়ে বেশি ($4 \text{ amu}$) | খুবই নগণ্য (ইলেকট্রনের সমান) | ভরহীন |
| ৩. ভেদন ক্ষমতা | সবচেয়ে কম | আলফার চেয়ে বেশি ($100$ গুণ) | সবচেয়ে বেশি (আলফার ১০,০০০ গুণ) |
২. নিউক্লীয় বিভাজন (Nuclear Fission) কাকে বলে? একটি উদাহরণ ও সমীকরণ দাও। এটি কোথায় ব্যবহৃত হয়?
✅ উত্তর:
সংজ্ঞা: যে প্রক্রিয়ায় একটি ভারী নিউক্লিয়াসকে (যেমন ইউরেনিয়াম) কৃত্রিমভাবে ধীরগতির নিউট্রন দ্বারা আঘাত করে প্রায় সমভরের দুটি হালকা নিউক্লিয়াসে বিভাজিত করা হয় এবং সেই সঙ্গে প্রচুর শক্তি ও নতুন নিউট্রন নির্গত হয়, তাকে নিউক্লীয় বিভাজন বলে。
সমীকরণ: ${_{92}^{235}}\text{U} + {_{0}^{1}}\text{n} \rightarrow {_{56}^{141}}\text{Ba} + {_{36}^{92}}\text{Kr} + 3{_{0}^{1}}\text{n} + \text{শক্তি}$。
ব্যবহার: পরমাণু বোমা তৈরিতে এবং নিউক্লীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্রে বিদ্যুৎ উৎপাদনে।
[attachment_0](attachment)
৩. নিউক্লীয় সংযোজন (Nuclear Fusion) কাকে বলে? উদাহরণ দাও। নিউক্লীয় সংযোজনের আগে নিউক্লীয় বিভাজন ঘটানো প্রয়োজন হয় কেন? [মাধ্যমিক ২০১৮]
✅ উত্তর:
সংজ্ঞা: যে প্রক্রিয়ায় অতি উচ্চ তাপমাত্রায় দুটি বা ততোধিক হালকা নিউক্লিয়াস যুক্ত হয়ে একটি অপেক্ষাকৃত ভারী নিউক্লিয়াস গঠন করে এবং বিপুল শক্তি নির্গত করে, তাকে নিউক্লীয় সংযোজন বলে। (যেমন: $4{_1^1}\text{H} \rightarrow {_2^4}\text{He} + 2{_{+1}^0}e + \text{শক্তি}$)।
কারণ: সংযোজনের সময় ধনাত্মক আধানযুক্ত নিউক্লিয়াসগুলি পরস্পরকে তীব্রভাবে বিকর্ষণ করে। এই বিকর্ষণ বল কাটিয়ে তাদের যুক্ত করতে প্রচুর তাপশক্তি ($10^7 \text{ K}$) ও গতির প্রয়োজন হয়, যা একমাত্র নিউক্লীয় বিভাজন (পরমাণু বোমা বিস্ফোরণ) থেকেই পাওয়া সম্ভব।
৪. ভর বিচ্যুতি (Mass Defect) কী? আইনস্টাইনের শক্তি সমীকরণ ব্যবহার করে নিউক্লীয় বন্ধন শক্তির ব্যাখ্যা দাও।
✅ উত্তর:
ভর বিচ্যুতি: পরীক্ষালব্ধ হলের নিউক্লিয়াসের ভর, নিউক্লিয়াসে উপস্থিত প্রোটন ও নিউট্রনগুলির মুক্ত অবস্থার মোট ভরের চেয়ে কিছুটা কম হয়। ভরের এই পার্থক্যকে ভর বিচ্যুতি ($\Delta m$) বলে。
বন্ধন শক্তি: আইনস্টাইনের সূত্র ($E = \Delta m c^2$) অনুযায়ী, এই হারানো ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে নিউক্লিয়নগুলোকে (প্রোটন ও নিউট্রন) নিউক্লিয়াসের মধ্যে দৃঢ়ভাবে আবদ্ধ রাখে। একেই নিউক্লীয় বন্ধন শক্তি বলে।
৫. তেজস্ক্রিয়তার ব্যবহারিক প্রয়োগগুলি লেখো (চিকিৎসা, কৃষি ও শিল্পক্ষেত্রে)।
✅ উত্তর:
১) চিকিৎসা: ক্যানসার কোশ ধ্বংস করতে ${^{60}}\text{Co}$ এবং থাইরয়েডের চিকিৎসায় ${^{131}}\text{I}$ ব্যবহৃত হয়।
২) কৃষি: উন্নত মানের বীজ তৈরি করতে এবং ফসলের উৎপাদন বাড়াতে তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ব্যবহার করা হয়।
৩) শিল্প ও প্রত্নতত্ত্ব: পাইপলাইনের ফাটল নির্ণয়ে এবং কার্বন ডেটিং (${^{14}}\text{C}$) পদ্ধতিতে জীবাশ্মের বয়স নির্ধারণে ব্যবহৃত হয়।
৬. নিউক্লীয় চুল্লি বা রিয়্যাক্টরের (Nuclear Reactor) গঠন ও কার্যপ্রণালীর মূল অংশগুলি কী কী?
✅ উত্তর:
১) জ্বালানি (Fuel): সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম দণ্ড (${^{235}}\text{U}$)।
২) মডারেটর (Moderator): নিউট্রনের গতি কমাতে ভারী জল ($D_2O$) বা গ্রাফাইট ব্যবহার করা হয়।
৩) নিয়ন্ত্রক দণ্ড (Control Rod): অতিরিক্ত নিউট্রন শোষণ করে বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণে রাখতে ক্যাডমিয়াম ($Cd$) বা বোরন দণ্ড ব্যবহৃত হয়।
৪) শীতলীকারক (Coolant): উৎপন্ন তাপ অপসারণ করতে গলিত সোডিয়াম বা ভারী জল ব্যবহৃত হয়।
[attachment_1](attachment)
৭. আলফা ($\alpha$) কণা নিঃসরণের ফলে মৌলের কী পরিবর্তন হয়? একটি উদাহরণ দাও। (সডি-ফাজান সূত্র)
✅ উত্তর:
কোনো তেজস্ক্রিয় মৌল থেকে একটি $\alpha$-কণা (${_2^4}\text{He}$) নির্গত হলে, নতুন মৌলটির ভর সংখ্যা ৪ একক কমে এবং পারমাণবিক সংখ্যা ২ একক কমে। মৌলটি পর্যায় সারণিতে ২ ঘর বামদিকে সরে যায়।
উদাহরণ: ইউরেনিয়াম (${_{92}^{238}}\text{U}$) থেকে একটি আলফা কণা বের হলে থোরিয়াম (${_{90}^{234}}\text{Th}$) উৎপন্ন হয়।
${_{92}^{238}}\text{U} \rightarrow {_{90}^{234}}\text{Th} + {_2^4}\text{He}$।
৮. বিটা ($\beta$) কণা নিঃসরণের ফলে মৌলের কী পরিবর্তন হয়? উদাহরণ দাও। এটি কোথা থেকে নির্গত হয়?
✅ উত্তর:
একটি $\beta$-কণা (${_{-1}^0}e$) নির্গত হলে নতুন মৌলের ভর সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে, কিন্তু পারমাণবিক সংখ্যা ১ একক বেড়ে যায়। মৌলটি পর্যায় সারণিতে ১ ঘর ডানদিকে সরে যায়।
উদাহরণ: থোরিয়াম (${_{90}^{234}}\text{Th}$) থেকে বিটা কণা বের হলে প্রো-অ্যাক্টিনিয়াম (${_{91}^{234}}\text{Pa}$) তৈরি হয়।
${_{90}^{234}}\text{Th} \rightarrow {_{91}^{234}}\text{Pa} + {_{-1}^0}e$।
এটি নিউক্লিয়াসের নিউট্রন ভেঙে ($n \rightarrow p + e$) উৎপন্ন হয়।
৯. তেজস্ক্রিয়তা একটি নিউক্লীয় ঘটনা—ব্যাখ্যা করো। বাহ্যিক কারণগুলি কি একে প্রভাবিত করতে পারে?
✅ উত্তর:
তেজস্ক্রিয় রশ্মিগুলি ($\alpha, \beta, \gamma$) পরমাণুর নিউক্লিয়াস থেকেই নির্গত হয়। রাসায়নিক বিক্রিয়ায় যেমন বাইরের কক্ষের ইলেকট্রন অংশ নেয়, এখানে তেমনটা হয় না। $\alpha$ বা $\beta$ কণা বের হলে মৌলটি সম্পূর্ণ নতুন মৌলে রূপান্তরিত হয় (নিউক্লিয়াসের প্রোটন সংখ্যা বদলায়)।
চাপ, তাপ, তড়িৎ বা চৌম্বক ক্ষেত্র বা রাসায়নিক আসক্তি—কোনো বাহ্যিক প্রভাবই তেজস্ক্রিয়তার হার বা প্রকৃতি পরিবর্তন করতে পারে না। তাই এটি সম্পূর্ণভাবে নিউক্লীয় ঘটনা।
১০. নিউক্লীয় শৃঙ্খল বিক্রিয়া (Chain Reaction) কী? এটি কীভাবে পারমাণবিক বোমায় কাজ করে?
✅ উত্তর:
ইউরেনিয়ামের বিভাজনে ১টি নিউট্রন আঘাত করলে ৩টি নতুন নিউট্রন উৎপন্ন হয়। এই ৩টি নিউট্রন আরও ৩টি নিউক্লিয়াসকে ভেঙে ৯টি, তারপর ২৭টি—এভাবে জ্যামিতিক হারে নিউট্রন ও শক্তির উৎপাদন বাড়তেই থাকে। একে শৃঙ্খল বিক্রিয়া বলে।
পারমাণবিক বোমায় এই বিক্রিয়াটি ‘অনিয়ন্ত্রিত’ভাবে ঘটে, ফলে মুহূর্তের মধ্যে বিপুল শক্তি বিস্ফোরণ আকারে বেরিয়ে আসে।
১১. নিউক্লীয় সংযোজন ও বিভাজনের মধ্যে তিনটি পার্থক্য লেখো। [মাধ্যমিক ২০২০]
✅ উত্তর:
| বিষয় | নিউক্লীয় বিভাজন | নিউক্লীয় সংযোজন |
|---|---|---|
| ১. প্রক্রিয়া | ভারী নিউক্লিয়াস ভেঙে হালকা নিউক্লিয়াস হয়। | হালকা নিউক্লিয়াস জুড়ে ভারী নিউক্লিয়াস হয়। |
| ২. তাপমাত্রা | সাধারণ তাপমাত্রায় শুরু করা যায়। | অতি উচ্চ তাপমাত্রা ($10^7 \text{ K}$) প্রয়োজন। |
| ৩. শক্তি | নির্গত শক্তির পরিমাণ তুলনামূলক কম। | একক ভরে নির্গত শক্তি বিভাজনের চেয়ে অনেক বেশি। |
১২. গাণিতিক সমস্যা: $1 \text{ amu}$ ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হলে কত জুল এবং কত MeV শক্তি উৎপন্ন হয়?
✅ সমাধান:
$1 \text{ amu} = 1.66 \times 10^{-27} \text{ kg}$
আইনস্টাইনের সূত্র $E = mc^2$
$E = (1.66 \times 10^{-27}) \times (3 \times 10^8)^2 \text{ Joule}$
$E \approx 1.49 \times 10^{-10} \text{ Joule}$।
আবার, $1 \text{ MeV} = 1.6 \times 10^{-13} \text{ Joule}$
$\therefore$ শক্তিমূল্য $= \frac{1.49 \times 10^{-10}}{1.6 \times 10^{-13}} \approx 931 \text{ MeV}$।
১৩. $\gamma$-রশ্মি নির্গমনের কারণ কী? এর ফলে নিউক্লিয়াসের কী পরিবর্তন হয়?
✅ উত্তর:
তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস থেকে $\alpha$ বা $\beta$ কণা নির্গত হওয়ার পর নিউক্লিয়াসটি অনেক সময় উত্তেজিত বা অস্থিতিশীল অবস্থায় থাকে। তখন নিউক্লিয়াসটি বাড়তি শক্তিকে তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ বা ফোটন কণা রূপে বর্জন করে সুস্থির অবস্থায় আসে। এই বিকিরণই হলো $\gamma$-রশ্মি।
পরিবর্তন: $\gamma$-রশ্মি নির্গত হলে নিউক্লিয়াসের ভর সংখ্যা বা পারমাণবিক সংখ্যার কোনো পরিবর্তন হয় না, শুধু শক্তির মাত্রা কমে।
১৪. সূর্য ও নক্ষত্রের শক্তির উৎস কী? বিক্রিয়াটি লেখো।
✅ উত্তর:
সূর্য ও নক্ষত্রের অফুরন্ত শক্তির উৎস হলো নিউক্লীয় সংযোজন। সূর্যে প্রচুর হাইড্রোজেন আছে। অতি উচ্চ তাপে ৪টি হাইড্রোজেন প্রোটন বা নিউক্লিয়াস সংযোজিত হয়ে ১টি হিলিয়াম নিউক্লিয়াস গঠন করে এবং ভরের হ্রাস ঘটিয়ে বিপুল শক্তি উৎপন্ন করে।
বিক্রিয়া: $4{_1^1}\text{H} \rightarrow {_2^4}\text{He} + 2{_{+1}^0}e + \text{Energy}$ (২৫ MeV প্রায়)।
১৫. তেজস্ক্রিয় দূষণের ক্ষতিকর প্রভাব এবং এর থেকে বাঁচার উপায় লেখো।
✅ উত্তর:
প্রভাব: ১) লিউকেমিয়া বা ব্লাড ক্যানসার, ত্বকের ক্যানসার। ২) জিনগত মিউটেশন বা বিকলাঙ্গ শিশুর জন্ম।
প্রতিকার: ১) তেজস্ক্রিয় পদার্থকে পুরু সীসার (Lead) পাত্রে রাখা। ২) নিউক্লীয় চুল্লির বর্জ্য পদার্থকে লোকালয় থেকে দূরে মাটির গভীর গর্তে বা সমুদ্রে বিশেষ ব্যবস্থায় পুঁতে ফেলা।
১৬. কোনো তেজস্ক্রিয় মৌল ${_{88}^{226}}\text{Ra}$ থেকে পরপর ৩টি $\alpha$-কণা এবং ১টি $\beta$-কণা নির্গত হলে, উৎপন্ন নতুন মৌলটির ভর সংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা কত হবে?
✅ সমাধান:
প্রাথমিক মৌল: ভর সংখ্যা $A=226$, পারমাণবিক সংখ্যা $Z=88$।
১) ৩টি $\alpha$ কণা নির্গমন:
ভর কমবে = $3 \times 4 = 12$ একক। নতুন ভর = $226 – 12 = 214$।
পারমাণবিক সংখ্যা কমবে = $3 \times 2 = 6$ একক। নতুন $Z = 88 – 6 = 82$।
২) ১টি $\beta$ কণা নির্গমন:
ভর সংখ্যার পরিবর্তন হয় না। ভর = $214$।
পারমাণবিক সংখ্যা ১ বাড়ে। নতুন $Z = 82 + 1 = 83$।
উত্তর: উৎপন্ন মৌলটির ভর সংখ্যা ২১৪ এবং পারমাণবিক সংখ্যা ৮৩।
১৭. ‘পারমাণবিক চুল্লিতে দুর্ঘটনার ঝুঁকি থাকে’—চেরনোবিল বা ফুকুশিমার উদাহরণ দিয়ে বিষয়টি সংক্ষেপে আলোচনা করো।
✅ উত্তর:
নিউক্লীয় চুল্লিতে শৃঙ্খল বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের বাইরে চলে গেলে বা শীতলীকারক ব্যবস্থা বিকল হলে চুল্লির তাপমাত্রা অত্যধিক বেড়ে গিয়ে বিস্ফোরণ ঘটতে পারে (মেল্টডাউন)।
উদাহরণ: ১৯৮৬ সালে ইউক্রেনের চেরনোবিল এবং ২০১১ সালে জাপানের ফুকুশিমায় রিয়্যাক্টর দুর্ঘটনার ফলে তেজস্ক্রিয় পদার্থ পরিবেশে ছড়িয়ে পড়েছিল, যার ফলে হাজার হাজার মানুষের মৃত্যু হয় এবং দীর্ঘমেয়াদী পরিবেশ দূষণ ঘটে।
১৮. নিউক্লীয় সংযোজনকে নিরাপদ ও পরিবেশবান্ধব শক্তির উৎস বলা হয় কেন? (বিভাজনের সাপেক্ষে)
✅ উত্তর:
১) কম বর্জ্য: নিউক্লীয় বিভাজনে দীর্ঘস্থায়ী ও ক্ষতিকারক তেজস্ক্রিয় বর্জ্য তৈরি হয়, কিন্তু সংযোজনে উৎপন্ন হিলিয়াম ক্ষতিকারক নয়।
২) বিপুল জ্বালানি: সংযোজনের জ্বালানি (হাইড্রোজেনের আইসোটোপ) সমুদ্রের জলে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়, যা ফুরোবে না।
৩) ঝুঁকি কম: সংযোজন চুল্লিতে মেল্টডাউনের ঝুঁকি নেই। তাই ভবিষ্যতে এটিই হতে পারে বিশুদ্ধ শক্তির উৎস।
১৯. তেজস্ক্রিয় আইসোটোপের সাহায্যে কীভাবে পৃথিবীর বয়স বা জীবাশ্মের বয়স নির্ণয় করা হয়? (কার্বন ডেটিং)
✅ উত্তর:
বায়ুমণ্ডলে তেজস্ক্রিয় কার্বন ${^{14}}\text{C}$ এবং সাধারণ কার্বন ${^{12}}\text{C}$-এর অনুপাত স্থির থাকে। জীবিত উদ্ভিদ বা প্রাণী পরিবেশ থেকে কার্বন গ্রহণ করে, তাই তাদের দেহেও এই অনুপাত স্থির থাকে। কিন্তু মৃত্যুর পর ${^{14}}\text{C}$ গ্রহণ বন্ধ হয় এবং দেহে সঞ্চিত ${^{14}}\text{C}$ তেজস্ক্রিয় বিঘটনের ফলে কমতে থাকে। কোনো নমুনার ${^{14}}\text{C}$ ও ${^{12}}\text{C}$-এর বর্তমান অনুপাত মেপে, গণনার মাধ্যমে জানা যায় জীবটি কত বছর আগে মারা গেছে।
২০. স্থায়ী ও অস্থায়ী নিউক্লিয়াসের মধ্যে পার্থক্য কী? নিউট্রন ও প্রোটন সংখ্যার অনুপাত ($n/p$) কীভাবে এর সাথে সম্পর্কিত?
✅ উত্তর:
স্থায়ী নিউক্লিয়াস: যারা স্বতঃস্ফূর্তভাবে ভাঙে না (অ-তেজস্ক্রিয়)। হালকা মৌলের ক্ষেত্রে $n/p$ অনুপাত ১ বা ১-এর কাছাকাছি হয়।
অস্থায়ী নিউক্লিয়াস: যারা স্বতঃস্ফূর্তভাবে ভেঙে রশ্মি বিকিরণ করে (তেজস্ক্রিয়)। ভারী মৌলের ক্ষেত্রে নিউট্রনের সংখ্যা প্রোটনের চেয়ে অনেক বেশি হয়। যদি $n/p$ অনুপাত $1.5$-এর বেশি হয়, তবে নিউক্লিয়াসটি অস্থায়ী বা তেজস্ক্রিয় হয়।
২১. নিউক্লীয় চুল্লি থেকে কীভাবে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়? (সংক্ষেপে)
✅ উত্তর:
১) রিয়্যাক্টরে ইউরেনিয়ামের নিয়ন্ত্রিত শৃঙ্খল বিক্রিয়ায় (বিভাজন) প্রচুর তাপ উৎপন্ন হয়।
২) শীতলীকারক বা কুল্যান্ট (যেমন তরল সোডিয়াম) এই তাপ শোষণ করে এবং হিট এক্সচেঞ্জারে জলের সংস্পর্শে এসে জলকে বাষ্পে পরিণত করে।
৩) এই উচ্চচাপযুক্ত বাষ্প দিয়ে টারবাইন ঘোরানো হয়, যা জেনারেটরের মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।
২২. ${_{92}^{238}}\text{U} \xrightarrow{-\alpha} A \xrightarrow{-\beta} B$। এখানে $A$ এবং $B$ মৌলের ভর সংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা নির্ণয় করো।
✅ সমাধান:
১) ${_{92}^{238}}\text{U}$ থেকে $\alpha$ কণা (${_2^4}\text{He}$) বের হলে:
$A$-এর ভর সংখ্যা = $238 – 4 = 234$।
$A$-এর পারমাণবিক সংখ্যা = $92 – 2 = 90$।
$\therefore A$ হলো ${_{90}^{234}}\text{Th}$।
২) $A$ থেকে $\beta$ কণা (${_{-1}^0}e$) বের হলে:
$B$-এর ভর সংখ্যা = $234 – 0 = 234$ (অপরিবর্তিত)।
$B$-এর পারমাণবিক সংখ্যা = $90 + 1 = 91$।
$\therefore B$ হলো ${_{91}^{234}}\text{Pa}$।
২৩. আলফা কণা বিচ্ছুরণ পরীক্ষায় রাদারফোর্ড কী সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন? (নিউক্লিয়াস আবিষ্কার প্রসঙ্গ)
✅ উত্তর:
সোনার পাতের ওপর আলফা কণা নিক্ষেপ করে তিনি দেখেন যে:
১) অধিকাংশ কণা সোজা চলে যায় $\rightarrow$ পরমাণুর বেশিরভাগ স্থান ফাঁকা।
২) খুব অল্প সংখ্যক কণা $90^\circ$ বা তার বেশি কোণে বেঁকে যায় বা ফিরে আসে $\rightarrow$ পরমাণুর কেন্দ্রে খুব ক্ষুদ্র আয়তনের মধ্যে তার সমস্ত ভর এবং ধনাত্মক আধান কেন্দ্রীভূত থাকে। এই কেন্দ্রের নাম তিনি দেন নিউক্লিয়াস।
[attachment_2](attachment)
২৪. আয়নন ক্ষমতা এবং ভেদন ক্ষমতার ভিত্তিতে $\alpha, \beta, \gamma$-কে সাজাও।
✅ উত্তর:
১) আয়নন ক্ষমতা (Ionizing Power): $\alpha > \beta > \gamma$। (আলফার ভর ও আধান বেশি হওয়ায় এটি গ্যাসকে সবচেয়ে বেশি আয়নিত করে)।
২) ভেদন ক্ষমতা (Penetrating Power): $\gamma > \beta > \alpha$। (গামার বেগ বেশি ও ভর নেই, তাই এটি সবচেয়ে পুরু পাত ভেদ করতে পারে)।
২৫. নিউক্লীয় বিভাজনকে শৃঙ্খল বিক্রিয়া বলা হয় কেন? এই বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের উপায় কী?
✅ উত্তর:
কারণ এই বিক্রিয়ায় উৎপন্ন নিউট্রনগুলি পুনরায় নতুন ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসকে আঘাত করে এবং আরও নিউট্রন ও শক্তি তৈরি করে। ফলে বিক্রিয়াটি শিকলের মতো অবিরাম চলতে থাকে।
নিয়ন্ত্রণ: ক্যাডমিয়াম বা বোরন দণ্ড (নিয়ন্ত্রক দণ্ড) ব্যবহার করে অতিরিক্ত নিউট্রন শোষণ করে নিলে বিক্রিয়ার গতি কমানো যায় বা থামানো যায়।
২৬. গাণিতিক সমস্যা: $0.01 \text{ g}$ ভর সম্পূর্ণভাবে শক্তিতে রূপান্তরিত হলে কত শক্তি উৎপন্ন হবে?
✅ সমাধান:
দেওয়া আছে, ভর $m = 0.01 \text{ g} = 0.01 \times 10^{-3} \text{ kg} = 10^{-5} \text{ kg}$।
আলোর বেগ $c = 3 \times 10^8 \text{ m/s}$।
আইনস্টাইনের সূত্র $E = mc^2$
$= 10^{-5} \times (3 \times 10^8)^2$
$= 10^{-5} \times 9 \times 10^{16}$
$= 9 \times 10^{11} \text{ Joule}$।
উত্তর: $9 \times 10^{11}$ জুল শক্তি উৎপন্ন হবে।
২৭. হাইড্রোজেন বোমা এবং পরমাণু বোমার মধ্যে কোনটি বেশি ধ্বংসাত্মক এবং কেন?
✅ উত্তর:
হাইড্রোজেন বোমা (সংযোজন) পরমাণু বোমার (বিভাজন) চেয়ে অনেক বেশি শক্তিশালী ও ধ্বংসাত্মক।
কারণ: নিউক্লীয় বিভাজনের চেয়ে নিউক্লীয় সংযোজনে একক ভরের জন্য অনেক গুণ বেশি শক্তি নির্গত হয়। তাছাড়া সংযোজন বিক্রিয়া শুরু করতে একটি পরমাণু বোমার বিস্ফোরণ ঘটাতে হয়, তাই এর মোট শক্তি অনেক বেশি হয়।
২৮. জনক নিউক্লিয়াস ও দুহিতা নিউক্লিয়াস বলতে কী বোঝো? উদাহরণ দাও।
✅ উত্তর:
তেজস্ক্রিয় বিঘটনের ফলে যে মূল বা আদি নিউক্লিয়াসটি ভেঙে যায়, তাকে জনক নিউক্লিয়াস (Parent Nucleus) বলে। আর ভাঙনের ফলে যে নতুন মৌলের নিউক্লিয়াস সৃষ্টি হয়, তাকে দুহিতা নিউক্লিয়াস (Daughter Nucleus) বলে।
উদাহরণ: ইউরেনিয়াম (${^{238}}\text{U}$) ভেঙে থোরিয়াম (${^{234}}\text{Th}$) হলে, ইউরেনিয়াম হলো জনক এবং থোরিয়াম হলো দুহিতা নিউক্লিয়াস।
২৯. একটি তেজস্ক্রিয় মৌলের নিউক্লিয়াসে ১৪৪টি নিউট্রন এবং ৯০টি প্রোটন আছে। একটি $\alpha$-কণা নির্গত হলে নতুন মৌলে নিউট্রন ও প্রোটন সংখ্যা কত হবে?
✅ সমাধান:
প্রাথমিক প্রোটন ($p$) = ৯০, নিউট্রন ($n$) = ১৪৪।
ভর সংখ্যা $A = 90 + 144 = 234$।
একটি $\alpha$-কণা (${_2^4}\text{He}$) নির্গত হলে:
নতুন প্রোটন সংখ্যা = $90 – 2 = 88$।
নতুন ভর সংখ্যা = $234 – 4 = 230$।
নতুন নিউট্রন সংখ্যা = ভর সংখ্যা – প্রোটন সংখ্যা = $230 – 88 = 142$।
উত্তর: প্রোটন ৮৮টি, নিউট্রন ১৪২টি।
৩০. কৃত্রিম তেজস্ক্রিয়তা (Artificial Radioactivity) কী? একটি উদাহরণ দাও।
✅ উত্তর:
স্থায়ী বা অ-তেজস্ক্রিয় মৌলের নিউক্লিয়াসকে বাইরে থেকে উপযুক্ত কণা (যেমন প্রোটন, নিউট্রন, আলফা) দিয়ে আঘাত করে অস্থায়ী বা তেজস্ক্রিয় আইসোটোপে পরিণত করার ঘটনাকে কৃত্রিম তেজস্ক্রিয়তা বলে।
উদাহরণ: সাধারণ অ্যালুমিনিয়ামকে $\alpha$-কণা দিয়ে আঘাত করলে তেজস্ক্রিয় ফসফরাস উৎপন্ন হয়।
${_{13}^{27}}\text{Al} + {_2^4}\text{He} \rightarrow {_{15}^{30}}\text{P} \text{ (তেজস্ক্রিয়)} + {_0^1}\text{n}$।
সচরাচর জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (FAQ) – পরমাণুর নিউক্লিয়াস
প্রশ্ন: তেজস্ক্রিয়তা কি কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া?
✅ উত্তর: না, তেজস্ক্রিয়তা কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া নয়, এটি একটি নিউক্লীয় ঘটনা। রাসায়নিক বিক্রিয়ায় পরমাণুর বাইরের কক্ষের ইলেকট্রন অংশগ্রহণ করে এবং বাহ্যিক চাপ বা তাপ দ্বারা প্রভাবিত হয়। কিন্তু তেজস্ক্রিয়তায় পরমাণুর নিউক্লিয়াস ভেঙে যায় এবং এটি সম্পূর্ণ স্বতঃস্ফূর্ত, বাহ্যিক কোনো প্রভাব দ্বারা একে নিয়ন্ত্রণ করা যায় না।
প্রশ্ন: সূর্যের শক্তির উৎস কী—নিউক্লীয় বিভাজন না সংযোজন?
✅ উত্তর: সূর্য ও নক্ষত্রের শক্তির উৎস হলো ‘নিউক্লীয় সংযোজন’ (Nuclear Fusion)। সূর্যের ভেতরে অতি উচ্চ তাপমাত্রায় হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াসগুলি যুক্ত হয়ে হিলিয়াম নিউক্লিয়াস তৈরি করে এবং ভরের হ্রাস ঘটিয়ে বিপুল শক্তি উৎপন্ন করে। (মনে রাখবে: পারমাণবিক বোমায় বিভাজন ঘটে, কিন্তু হাইড্রোজেন বোমায় সংযোজন ঘটে)।
প্রশ্ন: ভর বিচ্যুতি (Mass Defect) কীভাবে শক্তিতে পরিণত হয়?
✅ উত্তর: আইনস্টাইনের ভর ও শক্তির তুল্যতা সমীকরণ $E=mc^2$ অনুযায়ী, নিউক্লিয়াস গঠনের সময় যে ভরের ঘাটতি বা বিচ্যুতি ঘটে, সেই ভরই শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এই শক্তি ‘নিউক্লীয় বন্ধন শক্তি’ হিসেবে প্রোটন ও নিউট্রনগুলিকে নিউক্লিয়াসের মধ্যে আটকে রাখে।
প্রশ্ন: কোন রশ্মির ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি?
✅ উত্তর: গামা ($\gamma$) রশ্মির ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি। এটি আলফা কণার চেয়ে প্রায় ১০,০০০ গুণ এবং বিটা কণার চেয়ে প্রায় ১০০ গুণ বেশি ভেদন ক্ষমতা সম্পন্ন। এটি পুরু লোহার পাতও ভেদ করতে পারে।
[attachment_0](attachment)
প্রশ্ন: তেজস্ক্রিয় পদার্থকে সীসার পাত্রে রাখা হয় কেন?
✅ উত্তর: সীসা বা লেড ($Pb$) একটি উচ্চ ঘনত্বযুক্ত ধাতু যা তেজস্ক্রিয় বিকিরণকে শোষণ করতে পারে। তাই ক্ষতিকারক বিকিরণ যাতে বাইরে ছড়িয়ে পরিবেশ বা মানুষের ক্ষতি না করে, তার জন্য তেজস্ক্রিয় পদার্থকে সর্বদা পুরু সীসার ব্লকের বা পাত্রের মধ্যে রাখা হয়।
শেয়ার