সৃজনশীলঃ ‘শিমুল পরীক্ষাগারে রেডনের…’ ২০২৬ – পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

ফিশন অপেক্ষা ফিউশন বিক্রিয়া অধিক নিরাপদ কারণ ফিউশন বিক্রিয়ায় কোনো chain বিক্রিয়া বা শৃঙ্খল বিক্রিয়া থাকে না।
নিউক্লিয়ার ফিশন বিক্রিয়ায় নিউক্লিয়াসকে ভাঙতে নিউট্রন ব্যবহৃত হয়, যার ফলে কিছু শক্তি মুক্ত হয়। এ মুক্ত শক্তি পানি গরম করে যা ডায়নামোর মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে। কিন্তু অতিরিক্ত নিউট্রনগুলো আরও নিউক্লিয়াসকে ভাঙে, ফলে প্রচুর শক্তি উৎপন্ন হয় এবং আরও নিউট্রন নির্গত হয়। এ বিক্রিয়া বা নিউট্রন নির্গমনের হার নিয়ন্ত্রণ করা না গেলে তা ভয়াবহ ঝুঁকি সৃষ্টি করতে পারে। অপরদিকে ফিউশন বিক্রিয়ায় হালকা পরমাণুগুলো যুক্ত হয়ে ভারী পরমাণু তৈরি করে শক্তি নির্গত করে। এ শক্তি পেতে চাপ ঠিক রাখতে হয়। যদি কোনো সমস্যা বা চৌম্বকক্ষেত্র অকার্যকর হয়, বিক্রিয়া আপনা আপনিই থেমে যায়। ফলে কোনো দুর্ঘটনার সম্ভাবনা থাকে না। তাই ফিশন অপেক্ষা ফিউশন বিক্রিয়া অধিক নিরাপদ।

এখানে, 

অর্ধায়ু,T_1/2 = 3.82 দিন

আমরা জানি,

ক্ষয় ধ্রুবক,

$\begin{array}{cc}\lambda & =\frac{0.693}{T_{\frac{1}{2}}}\\ & =\frac{0.693}{3.82}\\ & =181.4136\times {10}^{-3}{d}^{-1}\end{array}$ 

ধরি,

প্রাথমিক পরমাণুর সংখ্যা N_০ ক্ষয় হয় 85%

অক্ষত পরমাণুর সংখ্যা, N = N_০ এর 15%

$\Rightarrow \frac{N}{N_0}=0.15$

সময়, t = ?

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}& N=N_0{e}^{-\lambda t}\\ \Rightarrow & \frac{N}{N_0}=e^{-\lambda t}\\ \Rightarrow & \ln \frac{N}{N_0}=-\lambda t\\ \Rightarrow t& =\frac{\ln \left(\frac{N}{N_0}\right)}{-\lambda }\\ \Rightarrow & t=\frac{\ln \left(0.15\right)}{-181.4136\times {10}^{-3}}\\ & =10.4574d\end{array}$

∴ পরমাণুর 85% ক্ষয় হতে সময় 10.4574 d. 

সৃজনশীল অনুরূপ [উত্তর: 6.64 দিন]

'গ' হতে প্রাপ্ত,

     ক্ষয় ধ্রুবক, = 181.4136 × 1-3 d-1

     প্রাথমিক পরমাণুর সংখ্যা, No

     অক্ষত পরমাণুর সংখ্যা, N = N এর  1/25

$\Rightarrow \frac{N}{N_0}=\frac{1}{25}$

 সময়, t' = ? 

আমরা জানি, 

$\begin{array}{cc}N& =N_{\circ }{e}^{-\lambda t^2}\\ \Rightarrow \frac{N}{N_o}& =e^{-\lambda t^{\prime }}\end{array}$

$\begin{array}{cc}& \Rightarrow \ln \frac{N}{N_0}=-\lambda t^{\prime }\\ & \Rightarrow t^{\prime }=\frac{\ln \left(\frac{N}{N_0}\right)}{-\lambda }\\ & \Rightarrow t^{\prime }=\frac{\ln \left(\frac{1}{25}\right)}{-181.4136\times {10}^{-8}}\\ & \therefore t^{\prime }=17.74d\end{array}$

সৃজনশীল প্রশ্ন ২৭ (ঘ) এর অনুরূপ [উত্তর : 17.74 দিন পর রেডনের $\frac{1}{25}$ অংশ অবশিষ্ট থাকে। অর্থাৎ, শিমুলের পরীক্ষাটি সঠিক ছিল না।]