পরমাণুর নিউক্লিয়াস

 পরমাণুর নিউক্লিয়াস

১. কে কবে প্রথম তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কার করেন?

উঃ 1896 খ্রিস্টাব্দে হেনরি বেকারেল।

২. তেজস্ক্রিয়তা কাকে বলে?

উঃ পদার্থের পরমাণুর নিউক্লিয়াস থেকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে বিভিন্ন রশ্মি বিকিরণের ঘটনাকে তেজস্ক্রিয়তা বলে।

৩. তেজস্ক্রিয়তার বৈশিষ্ট্যগুলি লেখো।

উঃ তেজস্ক্রিয়তার বৈশিষ্ট্যগুলি হল-

(১) তেজস্ক্রিয়তা একটি নিউক্লিয় ঘটনা। এর সঙ্গে পরমাণু মধ্যস্থ নিউক্লিয়াসের বাইরের ইলেকট্রনের কোনো সম্পর্ক নেই।

(২) বাহ্যিক চাপ, উষ্ণতা, রাসায়নিক বিক্রিয়া, তড়িৎক্ষেত্র বা চৌম্বকক্ষেত্র, রাসায়নিক গঠন ইত্যাদি তেজস্ক্রিয়তাকে প্রভাবিত করে না।

(৩) সাধারণত যেসব মৌলের পারমাণবিক গুরুত্ব 206-এর বেশি তারা তেজস্ক্রিয়তা প্রদর্শন করে।

(৪) তেজস্ক্রিয় বিঘটনে তিন ধরণের রশ্মি থাকে-আলফা, বিটা এবং গামা।

(৫) তেজস্ক্রিয়তা হল একটি নিউক্লিয়াসের ভাঙ্গন বা বিঘটন। এর ফলে একটি মৌল সম্পূর্ণ ভিন্ন ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মবিশিষ্ট নতুন মৌলে পরিণত হয়।

৪. তেজস্ক্রিয়তার SI একক কী?

উঃ তেজস্ক্রিয়তার SI একক হল বেকারেল (Bq) ।

৫. 1 বেকারেল বলতে কী বোঝ?

উঃ তেজস্ক্রিয় পদার্থে এক সেকেন্ডে একটি নিউক্লিয়াসের বিঘটন হলে তার সক্রিয়তাকে 1 বেকারেল বলা হয়।

৬. 1 কুরি কাকে বলে?

উঃ প্রতি সেকেন্ডে কোনো তেজস্ক্রিয় মৌলে 3.7 × 1010 সংখ্যক পরমাণুর তেজস্ক্রিয় বিভাজন হলে তাকে 1 কুরি বলা হয়।

৭. কুরি ও বেকারেলের মধ্যে সম্পর্ক কী?

উঃ 1 কুরি = 3.7 × 1010 বেকারেল।

৮. তেজস্ক্রিয় মৌল কাকে বলে?

উঃ যে সমস্ত মৌল স্বতঃস্ফূর্তভাবে তেজস্ক্রিয় রশ্মি (α, β, γ) বিকিরণ করে তাদের তেজস্ক্রিয় মৌল বলে। যেমন-ইউরেনিয়াম, রেডিয়াম, পোলোনিয়াম, রেডন ইত্যাদি।

৯. জনক পরমাণু ও দুহিতা পরমাণু কাকে বলে?

উঃ তেজস্ক্রিয় মৌলের পরমাণু থেকে তেজস্ক্রিয় রশ্মি (α, β, γ) নির্গত হয় এবং এর ফলে নতুন মৌলের সৃষ্টি হয়। মূল পরমাণুটিকে জনক পরমাণু এবং নতুন মৌলের পরমাণুটিকে দুহিতা পরমাণু বলে।

১০. β কণা পরমাণুর কোন অংশ থেকে নির্গত হয়?

উঃ নিউক্লিয়াস থেকে।

১১. γ রশ্মি পরমাণুর কোন অংশ থেকে নির্গত হয়?

উঃ নিউক্লিয়াস থেকে।

১২. তেজস্ক্রিয় রশ্মির মধ্যে কোনটি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ?

উঃ γ রশ্মি।

১৩. α, β, γ রশ্মির মধ্যে কোনটির ভর সবচেয়ে বেশি?

উঃ α রশ্মির।

১৪. α, β, γ রশ্মির মধ্যে কার আয়নায়ন ক্ষমতা বেশি?

উঃ α রশ্মির।

১৫. α, β, γ রশ্মির মধ্যে কার ভেদন ক্ষমতা বেশি?

উঃ γ রশ্মির।

১৬. যদি একটি তেজস্ক্রিয় মৌল একটি α কণা নিঃসরণ করে তাহলে তার ভরসংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা কীভাবে পরিবর্তিত হবে?

উঃ যদি একটি তেজস্ক্রিয় মৌল একটি α কণা নিঃসরণ করে তাহলে তার ভরসংখ্যা (A) 4 একক কমে ও পারমাণবিক সংখ্যা (Z) 2 একক কমে।

ZXA → Z-2YA-4 + 2He4 (α কণা)

১৭. যদি একটি তেজস্ক্রিয় মৌল একটি β কণা নিঃসরণ করে তাহলে তার ভরসংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা কীভাবে পরিবর্তিত হবে?

উঃ যদি একটি তেজস্ক্রিয় মৌল একটি β কণা নিঃসরণ করে তাহলে তার ভরসংখ্যা (A) অপরিবর্তিত থাকে কিন্তু পারমাণবিক সংখ্যা (Z) 1 একক বেড়ে যায়।

ZXA → Z+1YA + -1e0 (β কণা)

১৮. যদি একটি তেজস্ক্রিয় মৌল একটি γ রশ্মি নিঃসরণ করে তাহলে তার ভরসংখ্যা ও পারমাণবিক সংখ্যা কীভাবে পরিবর্তিত হবে?

উঃ তেজস্ক্রিয় মৌলের নিউক্লিয়াস থেকে একটি α-কণা কিংবা একটি β-কণা নিঃসৃত হলে পরমাণুর নিউক্লিয়াসটি উদ্দীপিত অবস্থায় থাকে। ওই উদ্দীপিত নিউক্লিয়াস মুহূর্তের মধ্যে তার বাড়তি শুক্তিকে গামা রশ্মি ফোটনরূপে বিকিরিত করে তার স্বাভাবিক শক্তির অবস্থায় চলে আসে। শুধুমাত্র γ-রশ্মির বিকিরণের ফলে পরমাণুর ভরসংখ্যা অথবা পারমাণবিক সংখ্যার কোনো পরিবর্তন হয় না।

ZXm (উদ্দীপিত অবস্থা) → ZXm (স্বাভাবিক অবস্থা) + hν (γ-রশ্মি ফোটন)

১৯. 86A222 → 84B210 বিক্রিয়াটিতে কটি α এবং কটি β কণা নিঃসৃত হয়?

উঃ নিঃসৃত α কণার সংখ্যা = (222-210)/4 = 3টি। কারণ ভরসংখ্যার পরিবর্তন শুধুমাত্র α-কণা নিঃসরণের জন্য হয় এবং একটি α-কণা নিঃসরণের জন্য ভর কমে 4 একক।

এখন একটি α-কণা নিঃসরণের জন্য পারমাণবিক সংখ্যা কমে 2 একক। তাই 3টি α-কণা নিঃসরণের জন্য ভর (2×3)=6 একক কমে হওয়া উচিৎ ছিল (86-6)=80। কিন্তু সর্বশেষ মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যা 84, যা প্রত্যাশিত পারমাণবিক সংখ্যার চেয়ে (84-80)=4 একক বেশি। স্বভাবতই পারমাণবিক সংখ্যার এই 4 একক বৃদ্ধি 4টি β-কণা নিঃসরণের জন্য হয়েছে। কারণ একটি β-কণা নিঃসৃত হলে পারমাণবিক সংখ্যা 1 একক বৃদ্ধি পায়।

অর্থাৎ নিঃসৃত β-কণার সংখ্যা = 4টি।

২০. তেজস্ক্রিয়তার কয়েকটি ব্যবহার উল্লেখ করো।

উঃ চিকিৎসাক্ষেত্রেঃ (১) বিভিন্ন রোগ নির্ণয়, রক্ত চলাচলের ধরণ পর্যবেক্ষণ ইত্যাদি কাজে রেডিও সোডিয়াম (Na-24) ও তেজস্ক্রিয় ফসফরাস (P-32) ব্যবহার করা হয়।

(২) ক্যানসার আক্রান্ত কোশ ধ্বংস করার কাজে তেজস্ক্রিয় রেডিয়াম বা তেজস্ক্রিয় স্ট্রনসিয়াম ব্যবহৃত হয়। বর্তমানে এই কাজে রেডিও কোবাল্ট (Co-60)-এর ব্যবহার খুবই ব্যাপক।

(৩) রক্তের ক্যানসার বা মস্তিষ্কের টিউমার চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় ফসফরাস (P-32) খুবই উপযোগী।

(৪) থাইরয়েড গ্রন্থির চিকিৎসায় ব্যবহৃত হয় তেজস্ক্রিয় আয়োডিন (I-131)।

বিজ্ঞানের ক্ষেত্রেঃ (১) নিউক্লিয় বিক্রিয়ায় আলফা কণা প্রোজেকটাইল রূপে ব্যবহৃত হয়।

(২) কৃষিক্ষেত্রে, উদ্ভিদের বেড়ে ওঠা এবং উদ্ভিদের উপর বিভিন্ন রাসায়নিক সারের প্রভাব, তেজস্ক্রিয় সন্ধানী মৌলের সাহায্যে পর্যবেক্ষণ করা হয়।

(৩) তেজস্ক্রিয় পদার্থের বিঘটিত অংশ এবং অবশিষ্ট অংশের মধ্যে 6C12 ও 6C14-এর অনুপাত পর্যালোচনা করে কোনো বস্তুর প্রাচীনত্ব, পৃথিবীর বয়স ইত্যাদি নির্ণয় করা যায়। এই পদ্ধতিকে বলে কার্বন ডেটিং।

শিল্প ক্ষেত্রেঃ (১) তেজস্ক্রিয় পদার্থ পারমাণবিক শক্তির চুল্লিতে জ্বালানি রূপে ব্যবহার করা হচ্ছে।

(২) আলফা কণার আয়নায়ন ক্ষমতা, দীপ্তিমান প্রতীক তৈরি, পারমাণবিক ব্যাটারি তৈরি প্রভৃতিতে ব্যবহার করা হয়।

২১. আইনস্টাইনের ভর ও শক্তির তুল্যতা সমীকরণটি লেখো।

উঃ E = শক্তি, m = ভর ও c = শূন্যমাধ্যমে আলোর বেগ হলে,

E = mc², এটিই আইনস্টাইনের ভর ও শক্তির তুল্যতা সমীকরণ।

২২. ভর বিচ্যুতি বা ভর ত্রুটি (Mass defect) কাকে বলে?

উঃ যে কোনো নিউক্লিয়াস পর্যালোচনা করলে দেখা যায় যে, ওর ভর ওটি যে কয়টি প্রোটন ও নিউট্রন দ্বারা গঠিত তাদের মুক্ত অবস্থায় মোট ভর অপেক্ষা কিছুটা কম হয়, কারণ ওদের ভরের একাংশ বন্ধন শক্তিতে রূপান্তরিত হয় এবং এই কমে যাওয়া ভরই হল ভরবিচ্যুতি বা ভর ত্রুটি।

২৩. বন্ধন শক্তি (Binding energy) কাকে বলে?

উঃ হাইড্রোজেন ছাড়া যে কোনো পরমাণুর নিউক্লিয়াসে একাধিক প্রোটন ও নিউট্রন আছে। নিউক্লিয়াসের অধিবাসী হিসাবে এদের সাধারণ নাম নিউক্লিয়ন। নিউক্লিয়নগুলি যে শক্তির জন্য পরমাণুর নিউক্লিয়াসে আবদ্ধ অবস্থায় থাকে তাকে নিউক্লিয়াসের বন্ধন শক্তি বা নিউক্লিয় বন্ধন শক্তি বলা হয়।

২৪. নিউক্লিয় বিভাজন কাকে বলে?

উঃ যে প্রক্রিয়ায় একটি তেজস্ক্রিয় পরমাণুর (যেমন-ইউরেনিয়াম, প্লুটোনিয়াম বা থোরিয়াম) 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।

উদাহরণঃ 92U235 + 0n1 → 56Ba141 + 36Kr92 + 30n1 + 200 MeV

২৫. নিউক্লিয় বিভাজনে শৃঙ্খল বিক্রিয়া বলতে কী বোঝ?

উঃ নিউক্লিয় বিভাজন প্রক্রিয়া থেকে আমরা জানি 92U235-এর উপর আপতিত নিউট্রনের সংখ্যা 1 কিন্তু উৎপন্ন নিউট্রনের সংখ্যা 3। এই তিনটি নিউট্রনের প্রত্যেকটি অন্য নিউক্লিয়াসের বিভাজন ঘটাতে পারে এবং এর সঙ্গে আরও নিউট্রন উৎপন্ন হয়। এইভাবে নিউক্লিয় বিভাজন একবার শুরু হলে তা শৃঙ্খলের ন্যায় চলতে থাকে। একে শৃঙ্খল বিক্রিয়া বলে।

২৬. নিয়ন্ত্রিত বিভাজন বলতে কী বোঝ?

উঃ নিউক্লিয়ার রিঅ্যাকটরে নিউক্লিয় বিভাজন থেকে উৎপন্ন তাপশক্তিকে তড়িৎশক্তিতে রূপান্তরিত করার জন্য এমন ব্যবস্থা নেওয়া হয় যাতে অতি অল্প সময়ে বিপুল পরিমাণ শক্তি উৎপন্ন হয়ে সমগ্র প্রক্রিয়াটি নিয়ন্ত্রণের বাইরে চলে না যায় এবং যাতে দীর্ঘ সময় ধরে সমহারে শক্তির সরবরাহ পাওয়া যায়। একে নিয়ন্ত্রিত বিভাজন বলে হয়।

২৭. নিউক্লিয়ার রিঅ্যাকটর কী?

উঃ নিউক্লিয় চুল্লি বা নিউক্লিয়ার রিঅ্যাকটর হল একটি নিয়ন্ত্রিত পারমাণবিক শক্তি উৎপাদক যন্ত্র।

২৮. নিউক্লিয়ার রিঅ্যাকটরে কোন শক্তি কোন শক্তিতে রূপান্তরিত হয়?

উঃ নিউক্লিয়ার রিঅ্যাকটরে নিউক্লিয় শক্তিকে তড়িৎশক্তিতে রূপান্তরিত করা হয়।

২৯. নিউক্লিয় রিঅ্যাকটরে বিভাজন বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে কী ব্যবহার করা হয়?

উঃ জল, গ্রাফাইট, ভারী জল প্রভৃতি।

৩০. হিরোসিমা ও নাগাসাগিতে কবে পারমাণবিক বোমা ফেলা হয়েছিল?

উঃ 1945 খ্রিস্টাব্দে দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধে 6 আগস্ট জাপানের হিরোসিমা শহরে এবং 9 আগস্ট নাগাসাকি শহরে পারমাণবিক বোমা ফেলা হয়েছিল।

৩১. চেরনোবিল ও ফুকুসিমা দুর্ঘটনা কবে ঘটে?

উঃ 1986 সালের 26শে এপ্রিল ইউক্রেনের চের্নোবিলে নিউক্লিয়ার রিয়াক্টরে বিস্ফোরণ হয়।

2011 সালের 11ই মার্চ জাপানের ফুকুসিমায় নিউক্লিয়ার রিয়াক্টরে বিস্ফোরণ হয়।

৩২. নিউক্লিয় সংযোজন কাকে বলে?

উঃ যে নিউক্লিয় বিক্রিয়ায় দুই বা ততোধিক হালকা পরমাণুর নিউক্লিয়াস যুক্ত হয়ে অপেক্ষাকৃত ভারী নিউক্লিয়াস গঠন করে এবং তার ফলে বিপুল পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়, তাকে নিউক্লিয় সংযোজন বলে।

উদাহরণঃ 41H1 → 2He4 + 21e0 + 25 MeV

৩৩. তেজস্ক্রিয় রশ্মি পরমাণুর কোন অংশ থেকে নির্গত হয়?

উঃ নিউক্লিয়াস থেকে।

৩৪. নিউক্লিয় সংযোজন বিক্রিয়ার অপর নাম কী?

উঃ তাপ-নিউক্লিয় বিক্রিয়া।

৩৫. তেজস্ক্রিয় মৌলের খনিতে কোন গ্যাস পাওয়া যায়?

উঃ হিলিয়াম (He) ।

৩৬. কোন্‌ তেজস্ক্রিয় রশ্মি ধনাত্মক তড়িদ্‌গ্রস্ত কণার স্রোত?

উঃ আলফা (α) রশ্মি।

৩৭. কোন্‌ তেজস্ক্রিয় রশ্মি ঋণাত্মক তড়িদ্‌গ্রস্ত কণার স্রোত?

উঃ বিটা (β) রশ্মি।

৩৮. নিউক্লিয় সংযোজন ও বিয়োজনের মধ্যে কোনটিতে শতকরা বেশি ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয়?

উঃ নিউক্লিয় সংযোজন-এর ক্ষেত্রে।

৩৯. কোন শক্তির প্রভাবে নিউক্লিয়াসের মধ্যে প্রোটন ও নিউট্রনগুলি একসঙ্গে থাকে?

উঃ নিউক্লিয় বন্ধন শক্তির প্রভাবে।

৪০. নিউক্লিয় সংযোজনের আগে নিউক্লিয় বিভাজন ঘটানো হয় কেন?

উঃ ধনাত্মক আধানযুক্ত নিউক্লিয়াসগুলির মধ্যে বিকর্ষণ বলকে অতিক্রম করে নিউক্লিয় সংযোজন সফল করার জন্য অতি উচ্চ তাপমাত্রার (107 °C) প্রয়োজন হয়। সাধারণ কোনো উপায়ে এত উচ্চ তাপমাত্রা সৃষ্টি করা সম্ভব নয়। একমাত্র নিউক্লিয় বিভাজন দ্বারাই এই উচ্চতাপমাত্রা সৃষ্টি করা সম্ভব। তাই নিউক্লিয় সংযোজনের আগে নিউক্লিয় বিভাজন ঘটানো হয়।

৪১. নিউক্লিয় সংযোজন বিক্রিয়াকে তাপ-নিউক্লিয় বিক্রিয়া (Thermo-nulcear reaction) বলা হয় কেন?

উঃ নিউক্লিয় সংযোজন ঘটাতে গেলে ধনাত্মক আধানযুক্ত নিউক্লিয়াসগুলির মধ্যে বিকর্ষণ বলকে অতিক্রম করতে হয়। এর জন্য প্রচুর শক্তির প্রয়োজন। অতি উচ্চ উষ্ণতা ও চাপে নিউক্লিয় সংযোজন ঘটানো হয়। প্রায় 107 K উষ্ণতায় নিউক্লিয়াসগুলি যথেষ্ট তাপীয় গতিশক্তি পেয়ে কুলম্বীয় বাধা অতিক্রম করে সংযোজন বিক্রিয়া ঘটায়। তাই নিউক্লিয় সংযোজন বিক্রিয়াকে তাপ-নিউক্লিয় বিক্রিয়া বলা হয়।

৪২. সূর্য এবং অন্যান্য নক্ষত্রগুলির শক্তির উৎস কী?

উঃ নিউক্লিয় সংযোজন।

৪৩. নিউক্লিয় সংযোজনের দুটি প্রয়োজনীয় শর্ত কী?

উঃ নিউক্লিয় সংযোজনের দুটি প্রয়োজনীয় শর্ত হল-(১) হালকা মৌল এবং (২) অতি উচ্চ উষ্ণতা।