নমস্কাৰ প্ৰিয় শিক্ষাৰ্থী! HSLC GURU-লৈ স্বাগতম। ASSEB (অসম ৰাজ্যিক বিদ্যালয় শিক্ষা পৰিষদ)ৰ দ্বাদশ শ্ৰেণীৰ পদাৰ্থ বিজ্ঞান (Physics)ৰ ত্ৰয়োদশ অধ্যায় “নিউক্লিয়াছ” (Nuclei)ৰ সম্পূৰ্ণ প্ৰশ্নোত্তৰ, ব্যাখ্যা, সংজ্ঞা, সূত্ৰ আৰু সাংখ্যিক সমাধানসমূহ এই পাঠত অসমীয়া মাধ্যমত পৰিৱেশন কৰা হৈছে। এই অধ্যায়ত আমি পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছ, তাৰ গাঠনি, আকাৰ, ঘনত্ব, বন্ধন শক্তি (binding energy), নিউক্লিয় বল, ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তা, α, β, γ ক্ষয়, অৰ্ধ-আয়ুস, গড় আয়ুস, নিউক্লিয় বিভাজন (fission) আৰু নিউক্লিয় সংযোজন (fusion) সম্পৰ্কে বিতংভাৱে অধ্যয়ন কৰিম। এই অধ্যায়ৰ পৰাই পৰমাণু শক্তি, নক্ষত্ৰৰ শক্তিৰ উৎস, পৰমাণু চুল্লী আৰু পৰমাণু বোমাৰ মূলনীতি বুজিব পৰা যায়।
সাৰাংশ (Summary)
নিউক্লিয়াছ হৈছে পৰমাণুৰ কেন্দ্ৰীয় অংশ য’ত পৰমাণুৰ প্ৰায় সমগ্ৰ ভৰ আৰু সমুদায় ধনাত্মক আধান কেন্দ্ৰীভূত হৈ থাকে। ১৯১১ চনত ৰাদাৰফৰ্ডে (Rutherford) তেওঁৰ α-কণিকা প্ৰকীৰ্ণন পৰীক্ষাৰ পৰা নিউক্লিয়াছৰ অস্তিত্ব আৱিষ্কাৰ কৰে। নিউক্লিয়াছত দুই প্ৰকাৰৰ কণিকা থাকে — প্ৰট’ন (proton) আৰু নিউট্ৰন (neutron)। এই দুয়োটাকে একেলগে নিউক্লিয়’ন (nucleon) বুলি কোৱা হয়। প্ৰট’ন সংখ্যা $Z$-ক পৰমাণু সংখ্যা (atomic number) আৰু মুঠ নিউক্লিয়’ন সংখ্যা $A = Z + N$-ক ভৰ সংখ্যা (mass number) বোলে। নিউক্লিয়াছৰ আকাৰ অতি ক্ষুদ্ৰ — প্ৰায় $10^{-15}$ মিটাৰ বা ১ ফাৰ্মি (fermi) পৰিসৰৰ। নিউক্লিয়াছৰ ব্যাসাৰ্ধ $R = R_0 A^{1/3}$ সূত্ৰৰে পোৱা যায় য’ত $R_0 \approx 1.2$ fm। নিউক্লিয়াৰ ঘনত্ব ভৰ সংখ্যা নিৰপেক্ষ আৰু প্ৰায় ধ্ৰুৱক ($\sim 2.3 \times 10^{17}$ kg/m³)।
আইনষ্টাইনৰ ভৰ-শক্তি সমতুল্যতা সূত্ৰ $E = mc^2$ অনুসৰি নিউক্লিয়াছৰ ভৰ ক্ষতি (mass defect) $\Delta m$-ৰ সমতুল্য বন্ধন শক্তি (binding energy) $B = \Delta m \cdot c^2$। প্ৰতি নিউক্লিয়’নৰ বন্ধন শক্তি (binding energy per nucleon) বক্ৰৰেখাটোৱে $A = 56$ ($^{56}$Fe)ৰ ওচৰত সৰ্বোচ্চ মান প্ৰায় ৮.৭৫ MeV প্ৰদৰ্শন কৰে। ভৰ সংখ্যা সৰু (যেনে হাইড্ৰ’জেন, হিলিয়াম)ৰ ক্ষেত্ৰত সংযোজন (fusion) আৰু ডাঙৰ (যেনে ইউৰেনিয়াম)ৰ ক্ষেত্ৰত বিভাজন (fission)ৰ যোগেদি স্থায়িতা বৃদ্ধি পায় আৰু বিপুল শক্তি মুক্ত হয়। ৰেডিঅ’সক্ৰিয় ক্ষয় সূত্ৰ $$N(t) = N_0 e^{-\lambda t}$$ আৰু অৰ্ধ-আয়ুস $t_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda} = \frac{0.693}{\lambda}$ এই অধ্যায়ৰ মূল ৰাশি।
মূল ধাৰণাসমূহ (Key Concepts)
১. নিউক্লিয়াছৰ গাঠনি (Composition of Nucleus)
নিউক্লিয়াছত প্ৰট’ন আৰু নিউট্ৰন থাকে। প্ৰট’ন ধনাত্মক আধানযুক্ত আৰু নিউট্ৰন আধানহীন।
| কণিকা | আধান (C) | ভৰ (kg) | ভৰ (u) |
|---|---|---|---|
| প্ৰট’ন (p) | $+1.602 \times 10^{-19}$ | $1.6726 \times 10^{-27}$ | $1.00727$ |
| নিউট্ৰন (n) | $0$ | $1.6749 \times 10^{-27}$ | $1.00866$ |
| ইলেক্ট্ৰন (e⁻) | $-1.602 \times 10^{-19}$ | $9.109 \times 10^{-31}$ | $0.000549$ |
পৰমাণু সংখ্যা (Z): নিউক্লিয়াছত থকা প্ৰট’ন সংখ্যা।
নিউট্ৰন সংখ্যা (N): নিউক্লিয়াছত থকা নিউট্ৰনৰ সংখ্যা।
ভৰ সংখ্যা (A): $A = Z + N$।
কোনো মৌলৰ নিউক্লিয়াছক $^{A}_{Z}X$ ৰূপত প্ৰকাশ কৰা হয়, যেনে $^{12}_{6}C$, $^{235}_{92}U$।
২. সমাণুক, সমভাৰক, সমনিউট্ৰনিক (Isotopes, Isobars, Isotones)
| প্ৰকাৰ | সংজ্ঞা | উদাহৰণ |
|---|---|---|
| সমাণুক (Isotopes) | একে $Z$, ভিন্ন $A$ | $^{1}_{1}H, \; ^{2}_{1}H, \; ^{3}_{1}H$ |
| সমভাৰক (Isobars) | একে $A$, ভিন্ন $Z$ | $^{40}_{18}Ar, \; ^{40}_{20}Ca$ |
| সমনিউট্ৰনিক (Isotones) | একে $N$, ভিন্ন $Z$ আৰু $A$ | $^{3}_{1}H, \; ^{4}_{2}He$ |
৩. পৰমাণু ভৰ একক (Atomic Mass Unit)
$^{12}C$ পৰমাণুৰ ভৰৰ ১/১২ অংশক পৰমাণু ভৰ একক (amu বা u) বোলে।
$$1\,\mathrm{u} = 1.66 \times 10^{-27}\,\text{kg} = 931.5\,\text{MeV}/c^2$$
অৰ্থাৎ $1\,\mathrm{u}$ ভৰৰ সমতুল্য শক্তি $931.5$ MeV।
৪. নিউক্লিয়াছৰ আকাৰ আৰু ঘনত্ব (Nuclear Size and Density)
নিউক্লিয়াছৰ আকাৰ গোলাকাৰ বুলি ধৰা হয় আৰু ইয়াৰ ব্যাসাৰ্ধ:
$$R = R_0\,A^{1/3}, \quad R_0 \approx 1.2\,\text{fm} = 1.2 \times 10^{-15}\,\text{m}$$
আয়তন $V = \frac{4}{3}\pi R^3 = \frac{4}{3}\pi R_0^3 A$, সুতৰাং নিউক্লিয়াৰ ঘনত্ব:
$$\rho = \frac{m_N \cdot A}{\frac{4}{3}\pi R_0^3 A} = \frac{3 m_N}{4\pi R_0^3} \approx 2.3 \times 10^{17}\,\text{kg/m}^3$$
এই ঘনত্ব $A$-ৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ নকৰে — অৰ্থাৎ সকলো নিউক্লিয়াছৰ ঘনত্ব প্ৰায় সমান।
৫. ভৰ ক্ষতি আৰু বন্ধন শক্তি (Mass Defect & Binding Energy)
নিউক্লিয়াছৰ প্ৰকৃত ভৰ ইয়াৰ গঠনকাৰী প্ৰট’ন আৰু নিউট্ৰনসমূহৰ ভৰৰ যোগফলতকৈ সদায় কম। এই পাৰ্থক্যকেই ভৰ ক্ষতি (mass defect) $\Delta m$ বোলে:
$$\Delta m = [Z\,m_p + (A – Z)\,m_n] – M_{\text{nucleus}}$$
এই ভৰ ক্ষতিৰ সমতুল্য শক্তিকেই বন্ধন শক্তি (binding energy) $B$ বোলে:
$$B = \Delta m \cdot c^2 = \Delta m \,(\text{u}) \times 931.5 \,\text{MeV}$$
প্ৰতি নিউক্লিয়’নৰ বন্ধন শক্তি (BE/A): $\bar{B} = B/A$। ই এনে এক ৰাশি যিয়ে নিউক্লিয়াছৰ স্থায়িতাৰ পৰিমাপ দিয়ে। মান যিমান বেছি, নিউক্লিয়াছ সিমান স্থিৰ।
বক্ৰৰেখাটোৰ মূল বৈশিষ্ট্য:
- $A < 30$ ক্ষেত্ৰত BE/A দ্ৰুতগতিত বৃদ্ধি পায় (যদিও $^{4}He$, $^{12}C$, $^{16}O$ ত উচ্চ চূড়া আছে)।
- $A \approx 56$ ($^{56}$Fe)ৰ ওচৰত সৰ্বোচ্চ ($\sim 8.75$ MeV)।
- $A > 100$ৰ ক্ষেত্ৰত ধীৰে ধীৰে হ্ৰাস পায়, $^{238}U$-ৰ ক্ষেত্ৰত প্ৰায় $7.6$ MeV।
- সৰু A-ৰ নিউক্লিয়াছ লগ লাগি ডাঙৰ হ’লে BE/A বাঢ়ে → ফিউজন।
- ডাঙৰ A-ৰ নিউক্লিয়াছ ভাগ হ’লে BE/A বাঢ়ে → ফিছন।
৬. নিউক্লিয় বল (Nuclear Force)
নিউক্লিয়াছৰ ভিতৰত প্ৰট’নৰ মাজৰ ক্যুলম্ব বিকৰ্ষণ ক্ষমতাশালী হোৱা স্বত্বেও প্ৰট’ন আৰু নিউট্ৰনসমূহ একত্ৰিত হৈ থাকে। ইয়াৰ মূল কাৰক হ’ল নিউক্লিয় বল। এই বলৰ বৈশিষ্ট্যসমূহ:
- স্বল্প পাল্লাৰ (Short range): $\sim 2-3$ fm পৰ্যন্তহে কাৰ্যকৰী।
- আধান-নিৰপেক্ষ (Charge independent): p-p, n-n, p-n বল প্ৰায় সমান।
- সম্পৃক্ততা (Saturation): এটা নিউক্লিয়’নে কেৱল ওচৰৰ নিউক্লিয়’নসমূহৰ লগতহে আকৰ্ষণ বল প্ৰদৰ্শন কৰে।
- আকৰ্ষণাত্মক: $\sim 0.8$ fm দূৰত্বৰ পৰা আৰম্ভ কৰি প্ৰবল আকৰ্ষণ; অতি স্বল্প দূৰত্বত বিকৰ্ষণ।
- মাধ্যাকৰ্ষণ আৰু কুলম্ব বলতকৈ বহু বেছি শক্তিশালী (প্ৰায় ১০০ গুণ শক্তিশালী EM-তকৈ)।
- কেন্দ্ৰীয় বল নহয়: নিউক্লিয়’নসমূহৰ পাকঘূৰণিৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল।
৭. ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তা (Radioactivity)
১৮৯৬ চনত হেনৰি বেক্যুৰেলে (Henri Becquerel) ইউৰেনিয়াম লৱণৰ পৰা স্বতঃস্ফূৰ্ত বিকিৰণ পৰীক্ষাৰ যোগেদি ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তা আৱিষ্কাৰ কৰে। অস্থায়ী নিউক্লিয়াছসমূহে স্বতঃস্ফূৰ্তভাৱে বিকিৰণ ($\alpha$, $\beta$, $\gamma$) মুক্ত কৰি স্থিৰ নিউক্লিয়াছত পৰিৱৰ্তিত হোৱা প্ৰক্ৰিয়াকেই ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তা বোলে। মেডাম মেৰি ক্যুৰি আৰু পিয়েৰ ক্যুৰিয়ে পলোনিয়াম আৰু ৰেডিয়াম আৱিষ্কাৰ কৰে।
৮. তিনি প্ৰকাৰৰ ৰেডিঅ’সক্ৰিয় বিকিৰণ
| বিকিৰণ | প্ৰকৃতি | আধান | ভৰ | ভেদন ক্ষমতা |
|---|---|---|---|---|
| α (আলফা) | $^{4}_{2}He$ নিউক্লিয়াছ | $+2e$ | $4$ u | সকলোতকৈ কম |
| β⁻ (বিটা) | ইলেক্ট্ৰন + প্ৰতি-নিউট্ৰিন’ ($\bar{\nu}$) | $-e$ | $\sim 0$ | মধ্যম |
| β⁺ (পজিট্ৰন) | পজিট্ৰন + নিউট্ৰিন’ ($\nu$) | $+e$ | $\sim 0$ | মধ্যম |
| γ (গামা) | উচ্চ শক্তিৰ ফ’টন | $0$ | $0$ | সৰ্বাধিক |
α-ক্ষয়: $^{A}_{Z}X \to \,^{A-4}_{Z-2}Y + \,^{4}_{2}He$
β⁻-ক্ষয়: $^{A}_{Z}X \to \,^{A}_{Z+1}Y + e^{-} + \bar{\nu}$
β⁺-ক্ষয়: $^{A}_{Z}X \to \,^{A}_{Z-1}Y + e^{+} + \nu$
γ-ক্ষয়: $^{A}_{Z}X^{*} \to \,^{A}_{Z}X + \gamma$ (উত্তেজিত অৱস্থাৰ পৰা মৌলিক অৱস্থালৈ)
৯. ৰেডিঅ’সক্ৰিয় ক্ষয় সূত্ৰ (Decay Law)
সময় $t$-ত যিকোনো মুহূৰ্তত ক্ষয়ৰ হাৰ অৱশিষ্ট নিউক্লিয়াছৰ সংখ্যাৰ সমানুপাতিক:
$$-\frac{dN}{dt} = \lambda N$$
সমাকলন কৰি পোৱা যায় ৰেডিঅ’সক্ৰিয় ক্ষয় সূত্ৰ:
$$N(t) = N_0\,e^{-\lambda t}$$
য’ত $N_0$ = প্ৰাৰম্ভিক নিউক্লিয়াছ সংখ্যা, $\lambda$ = ক্ষয় ধ্ৰুৱক (decay constant), $N(t)$ = $t$ সময়ত অৱশিষ্ট নিউক্লিয়াছ সংখ্যা।
১০. অৰ্ধ-আয়ুস আৰু গড় আয়ুস (Half-life & Mean Life)
অৰ্ধ-আয়ুস ($t_{1/2}$): যি সময়ত প্ৰাৰম্ভিক ৰেডিঅ’সক্ৰিয় নিউক্লিয়াছৰ অৰ্ধেক ক্ষয় হয়। $N = N_0/2$ ৰাখি:
$$t_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda} = \frac{0.693}{\lambda}$$
গড় আয়ুস ($\tau$): ৰেডিঅ’সক্ৰিয় নিউক্লিয়াছসমূহৰ গড় জীৱনকাল।
$$\tau = \frac{1}{\lambda}, \qquad t_{1/2} = \tau \ln 2 = 0.693\,\tau$$
$n$ অৰ্ধ-আয়ুসৰ পিছত অৱশিষ্ট নিউক্লিয়াছ সংখ্যা:
$$N = \frac{N_0}{2^n}, \quad n = \frac{t}{t_{1/2}}$$
১১. সক্ৰিয়তা (Activity)
প্ৰতি ছেকেণ্ডত ক্ষয় হোৱা নিউক্লিয়াছ সংখ্যাকেই সক্ৰিয়তা বোলে:
$$A = -\frac{dN}{dt} = \lambda N = \lambda N_0 e^{-\lambda t} = A_0 e^{-\lambda t}$$
একক: SI একক বেক্যুৰেল (Bq); $1$ Bq = ১ ক্ষয়/ছেকেণ্ড। আন এক প্ৰচলিত একক ক্যুৰি (Ci)।
$$1\,\text{Ci} = 3.7 \times 10^{10}\,\text{Bq}$$
১২. নিউক্লিয় বিভাজন (Nuclear Fission)
এটা ভাৰী নিউক্লিয়াছে নিউট্ৰন আঘাতৰ ফলত দুটা প্ৰায় সমান টুকুৰাত বিভক্ত হৈ ২-৩ টা নিউট্ৰন আৰু বিপুল শক্তি মুক্ত কৰাকেই বিভাজন বোলে। প্ৰথম এই পৰীক্ষা ১৯৩৯ চনত অট’ হান (Otto Hahn) আৰু ফ্ৰিটজ ষ্ট্ৰাছমেনে কৰিছিল।
$$^{235}_{92}U + \,^{1}_{0}n \to \,^{141}_{56}Ba + \,^{92}_{36}Kr + 3\,^{1}_{0}n + Q$$
মুক্ত শক্তি $Q \approx 200$ MeV প্ৰতি বিভাজন। এই নিউট্ৰনসমূহে আনবোৰ ইউৰেনিয়াম নিউক্লিয়াছত আঘাত কৰি শৃংখল বিক্ৰিয়া (chain reaction) আৰম্ভ কৰে যিটো পৰমাণু চুল্লী আৰু পৰমাণু বোমাৰ ভেটি।
১৩. নিউক্লিয় সংযোজন (Nuclear Fusion)
দুটা সৰু নিউক্লিয়াছ একত্ৰিত হৈ এটা ডাঙৰ নিউক্লিয়াছ গঠন কৰি বিপুল শক্তি মুক্ত কৰাকেই সংযোজন বোলে। উচ্চ উষ্ণতা ($\sim 10^7$ K) প্ৰয়োজন। সূৰ্য আৰু নক্ষত্ৰৰ শক্তিৰ মূল উৎস হৈছে প্ৰট’ন-প্ৰট’ন (p-p) শৃংখল:
$$\,^{1}_{1}H + \,^{1}_{1}H \to \,^{2}_{1}H + e^{+} + \nu + 0.42\,\text{MeV}$$
$$\,^{2}_{1}H + \,^{1}_{1}H \to \,^{3}_{2}He + \gamma + 5.49\,\text{MeV}$$
$$\,^{3}_{2}He + \,^{3}_{2}He \to \,^{4}_{2}He + 2\,^{1}_{1}H + 12.86\,\text{MeV}$$
সামগ্ৰিক বিক্ৰিয়া: $4\,^{1}_{1}H \to \,^{4}_{2}He + 2e^{+} + 2\nu + 26.7\,\text{MeV}$।
অনুশীলনীৰ প্ৰশ্নোত্তৰ (Exercise Questions and Answers)
প্ৰশ্ন ১। নিউক্লিয়াছ মানে কি? ইয়াৰ গাঠনি বিৱৰি লিখা।
উত্তৰঃ পৰমাণুৰ কেন্দ্ৰীয় ক্ষুদ্ৰ, ঘন আৰু ধনাত্মক আধানযুক্ত অংশকেই নিউক্লিয়াছ বোলে। ইয়াত পৰমাণুৰ প্ৰায় সমগ্ৰ ভৰ ($> 99.9\%$) সঞ্চিত হৈ থাকে। নিউক্লিয়াছত দুই প্ৰকাৰৰ কণিকা থাকে — প্ৰট’ন (ধনাত্মক আধানযুক্ত) আৰু নিউট্ৰন (আধানহীন)। দুয়োটাকে একেলগে নিউক্লিয়’ন বোলে। কোনো পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছত প্ৰট’নৰ সংখ্যা $Z$ (পৰমাণু সংখ্যা) আৰু নিউট্ৰনৰ সংখ্যা $N$ হ’লে ভৰ সংখ্যা $A = Z + N$। প্ৰতীক $^{A}_{Z}X$।
প্ৰশ্ন ২। সমাণুক, সমভাৰক আৰু সমনিউট্ৰনিক বুলিলে কি বুজা? উদাহৰণসহ ব্যাখ্যা কৰা।
উত্তৰঃ সমাণুক (Isotopes): একে $Z$ কিন্তু ভিন্ন $A$ যুক্ত পৰমাণুসমূহ। উদাহৰণ — $^{1}_{1}H$ (প্ৰটিয়াম), $^{2}_{1}H$ (ডিউটেৰিয়াম), $^{3}_{1}H$ (ট্ৰিটিয়াম)। সমভাৰক (Isobars): একে $A$ কিন্তু ভিন্ন $Z$। উদাহৰণ — $^{40}_{18}Ar$ আৰু $^{40}_{20}Ca$। সমনিউট্ৰনিক (Isotones): একে নিউট্ৰন সংখ্যা $N$ কিন্তু ভিন্ন $Z$ আৰু $A$। উদাহৰণ — $^{3}_{1}H$ (N=2) আৰু $^{4}_{2}He$ (N=2)।
প্ৰশ্ন ৩। পৰমাণু ভৰ একক (amu) ৰ সংজ্ঞা দিয়া। ইয়াৰ মান MeV-ত প্ৰকাশ কৰা।
উত্তৰঃ $^{12}_{6}C$ পৰমাণুৰ ভৰৰ ১/১২ অংশকেই পৰমাণু ভৰ একক (atomic mass unit) বোলে। প্ৰতীক — $u$ বা $amu$। মান $1\,u = 1.66 \times 10^{-27}$ kg। আইনষ্টাইনৰ সমীকৰণ $E = mc^2$-ৰ সহায়ত $1\,u$-ৰ সমতুল্য শক্তি $$E = 1.66 \times 10^{-27} \times (3 \times 10^8)^2 = 1.49 \times 10^{-10}\,\text{J} = 931.5\,\text{MeV}$$ পোৱা যায়। অৰ্থাৎ $1\,u \equiv 931.5$ MeV/c²।
প্ৰশ্ন ৪। নিউক্লিয়াছৰ ব্যাসাৰ্ধৰ সূত্ৰটো লিখা। নিউক্লিয়াৰ ঘনত্ব ভৰ সংখ্যা নিৰপেক্ষ — ইয়াক প্ৰমাণ কৰা।
উত্তৰঃ পৰীক্ষাৰ পৰা পোৱা সূত্ৰটো হ’ল $R = R_0 A^{1/3}$ য’ত $R_0 \approx 1.2$ fm। নিউক্লিয়াছ গোলাকাৰ বুলি ধৰি ইয়াৰ আয়তন $$V = \frac{4}{3}\pi R^3 = \frac{4}{3}\pi R_0^3 \,A$$ আৰু ভৰ $M = A \cdot m_N$ (য’ত $m_N$ গড় নিউক্লিয়’ন ভৰ)। সুতৰাং নিউক্লিয়াৰ ঘনত্ব $$\rho = \frac{M}{V} = \frac{A\,m_N}{\frac{4}{3}\pi R_0^3 A} = \frac{3 m_N}{4\pi R_0^3}$$ য’ত $A$ নাই। অৰ্থাৎ ঘনত্ব ভৰ সংখ্যা নিৰপেক্ষ। মান প্ৰায় $\rho \approx 2.3 \times 10^{17}$ kg/m³ — সকলো নিউক্লিয়াছৰ বাবে একে।
প্ৰশ্ন ৫। ভৰ ক্ষতি (mass defect) আৰু বন্ধন শক্তি (binding energy) মানে কি? সম্পৰ্ক প্ৰদৰ্শন কৰা।
উত্তৰঃ নিউক্লিয়াছৰ প্ৰকৃত ভৰ $M$ আৰু ইয়াৰ গঠনকাৰী মুক্ত প্ৰট’ন-নিউট্ৰনৰ ভৰৰ যোগফলৰ পাৰ্থক্যকেই ভৰ ক্ষতি বোলে: $\Delta m = [Zm_p + (A-Z)m_n] – M$। এই হেৰোৱা ভৰ শক্তিৰূপে নিউক্লিয়’নসমূহক একত্ৰে বান্ধি ৰখাত খৰচ হয় — সেইটোৱেই বন্ধন শক্তি: $$B = \Delta m \cdot c^2 = \Delta m \,(\text{u}) \times 931.5\,\text{MeV}$$ অৰ্থাৎ নিউক্লিয়াছ গঠন কৰিবলৈ মুক্ত নিউক্লিয়’নসমূহৰ পৰা যিমান শক্তি মুক্ত হয়, ঠিক সিমান শক্তি দিলেহে ইয়াক পুনৰ মুক্ত নিউক্লিয়’নলৈ ভাগ কৰিব পাৰি।
প্ৰশ্ন ৬। প্ৰতি নিউক্লিয়’নৰ বন্ধন শক্তি বক্ৰৰেখাটো অংকন কৰি বৰ্ণনা কৰা। ইয়াৰ পৰা ফিউজন আৰু ফিছনৰ সম্ভাৱনা কেনেকৈ ব্যাখ্যা কৰা যায়?
উত্তৰঃ ভৰ সংখ্যা $A$-ৰ বিপৰীতে $B/A$ অংকন কৰিলে এক বক্ৰৰেখা পোৱা যায় (ওপৰৰ চিত্ৰ চাওক)। মূল বৈশিষ্ট্য: (i) $A < 30$ ক্ষেত্ৰত BE/A দ্ৰুত বৃদ্ধি পায়; (ii) $A \approx 56$ ($^{56}$Fe)ৰ ওচৰত সৰ্বোচ্চ মান $\sim 8.75$ MeV; (iii) ইয়াৰ পিছত ক্ৰমে হ্ৰাস পায় আৰু $A = 238$-ৰ ক্ষেত্ৰত $\sim 7.6$ MeV। ফিউজন: দুটা সৰু A-ৰ নিউক্লিয়াছ লগ লাগি বৃহৎ A হ’লে BE/A বাঢ়ে — শক্তি মুক্ত হয় (সূৰ্যৰ শক্তি)। ফিছন: ডাঙৰ A-ৰ নিউক্লিয়াছ ভাগ হৈ মধ্যম A-ৰ দুটা নিউক্লিয়াছ হ’লে BE/A বাঢ়ে — শক্তি মুক্ত হয় (পৰমাণু চুল্লী)।
প্ৰশ্ন ৭। নিউক্লিয় বলৰ মূল বৈশিষ্ট্যসমূহ লিখা।
উত্তৰঃ (১) নিউক্লিয় বল স্বল্প পাল্লাৰ ($\sim 2-3$ fm); (২) ই আধান-নিৰপেক্ষ — p-p, n-n, p-n বল প্ৰায় সমান; (৩) ই সম্পৃক্ত (saturated) — এটা নিউক্লিয়’নে কেৱল ওচৰৰ গুটিকেইটাৰ লগতহে ক্ৰিয়া কৰে; (৪) ই অতি প্ৰবল আকৰ্ষণাত্মক — কুলম্ব আৰু মাধ্যাকৰ্ষণ বলতকৈ ১০০-১০³⁸ গুণ শক্তিশালী; (৫) অতি স্বল্প দূৰত্বত ($< 0.8$ fm) ই বিকৰ্ষণাত্মক হৈ পৰে যাতে নিউক্লিয়াছ চেপি যাব নোৱাৰে; (৬) ই কেন্দ্ৰীয় বল নহয়, পাকঘূৰণিৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল।
প্ৰশ্ন ৮। ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তা মানে কি? আৱিষ্কাৰক কোন? α, β, γ ক্ষয়ৰ বিক্ৰিয়াসমূহ লিখা।
উত্তৰঃ অস্থায়ী নিউক্লিয়াছসমূহে স্বতঃস্ফূৰ্তভাৱে বিকিৰণ ($\alpha, \beta, \gamma$) মুক্ত কৰি স্থিৰ নিউক্লিয়াছত ৰূপান্তৰিত হোৱা প্ৰক্ৰিয়াকেই ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তা বোলে। ১৮৯৬ চনত হেনৰি বেক্যুৰেলে ইয়াক আৱিষ্কাৰ কৰে। বিক্ৰিয়াসমূহ — α: $^{A}_{Z}X \to \,^{A-4}_{Z-2}Y + \,^{4}_{2}He$; β⁻: $^{A}_{Z}X \to \,^{A}_{Z+1}Y + e^{-} + \bar{\nu}$; β⁺: $^{A}_{Z}X \to \,^{A}_{Z-1}Y + e^{+} + \nu$; γ: উত্তেজিত নিউক্লিয়াছে ফ’টন বিকিৰণ কৰি মৌলিক অৱস্থালৈ আহে।
প্ৰশ্ন ৯। ৰেডিঅ’সক্ৰিয় ক্ষয় সূত্ৰ $N(t) = N_0 e^{-\lambda t}$ গাণিতিকভাৱে প্ৰতিপন্ন কৰা।
উত্তৰঃ $t$ সময়ত নিউক্লিয়াছ সংখ্যা $N$ আৰু $dt$ সময়ত $dN$টা ক্ষয় হ’লে ক্ষয় হাৰ অৱশিষ্ট সংখ্যাৰ সমানুপাতিক, অৰ্থাৎ $-\frac{dN}{dt} \propto N$ বা $\frac{dN}{dt} = -\lambda N$ (য’ত $\lambda$ ক্ষয় ধ্ৰুৱক)। চলক পৃথক কৰি $\frac{dN}{N} = -\lambda\,dt$। দুয়োপিনে সমাকলন কৰি $\int_{N_0}^{N}\frac{dN}{N} = -\lambda \int_{0}^{t} dt$, $\ln N – \ln N_0 = -\lambda t$, $\ln \frac{N}{N_0} = -\lambda t$। সুতৰাং $$N = N_0\,e^{-\lambda t}$$ এইটোৱেই ৰেডিঅ’সক্ৰিয় ক্ষয়ৰ সূত্ৰ।
প্ৰশ্ন ১০। অৰ্ধ-আয়ুস আৰু ক্ষয় ধ্ৰুৱকৰ মাজত সম্পৰ্ক স্থাপন কৰা।
উত্তৰঃ $t = t_{1/2}$ -ত $N = N_0/2$ ৰাখি $\frac{N_0}{2} = N_0 e^{-\lambda t_{1/2}}$, $e^{\lambda t_{1/2}} = 2$, $\lambda t_{1/2} = \ln 2$। সুতৰাং $$t_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda} = \frac{0.693}{\lambda}$$।
প্ৰশ্ন ১১। গড় আয়ুস ($\tau$) আৰু অৰ্ধ-আয়ুসৰ মাজত সম্পৰ্ক প্ৰদৰ্শন কৰা।
উত্তৰঃ ৰেডিঅ’সক্ৰিয় নিউক্লিয়াছসমূহৰ গড় আয়ুস $\tau = \frac{1}{\lambda}$। সুতৰাং $$t_{1/2} = \frac{0.693}{\lambda} = 0.693 \,\tau, \quad \text{বা} \quad \tau = \frac{t_{1/2}}{0.693} = 1.443 \,t_{1/2}$$ অৰ্থাৎ গড় আয়ুস অৰ্ধ-আয়ুসতকৈ সদায় বেছি।
প্ৰশ্ন ১২। সক্ৰিয়তা (activity) ৰ সংজ্ঞা দিয়া। ইয়াৰ একক উল্লেখ কৰা।
উত্তৰঃ প্ৰতি ছেকেণ্ডত ক্ষয় হোৱা নিউক্লিয়াছ সংখ্যাকেই সক্ৰিয়তা বোলে; $A = \lambda N$। SI একক বেক্যুৰেল (Bq) — ১ ক্ষয়/ছেকেণ্ড। প্ৰচলিত একক ক্যুৰি (Ci): $1\,\text{Ci} = 3.7 \times 10^{10}$ Bq। ৰাদাৰফৰ্ড (Rd) — $1\,\text{Rd} = 10^6$ Bq।
প্ৰশ্ন ১৩। নিউক্লিয় বিভাজন কি? উদাহৰণ-সহ মুক্ত শক্তি নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ এটা ভাৰী নিউক্লিয়াছ ($^{235}U$) ক স্বল্প-শক্তিৰ নিউট্ৰনে আঘাত কৰিলে দুটা প্ৰায় সমান টুকুৰাত বিভক্ত হৈ ২-৩টা নিউট্ৰন আৰু $\sim 200$ MeV শক্তি মুক্ত কৰে — এই প্ৰক্ৰিয়াকেই নিউক্লিয় বিভাজন বোলে। বিক্ৰিয়া: $^{235}_{92}U + n \to \,^{141}_{56}Ba + \,^{92}_{36}Kr + 3n + Q$। মুক্ত নিউট্ৰনসমূহে আনবোৰ U-235ত আঘাত কৰি শৃংখল বিক্ৰিয়া আৰম্ভ কৰিলে অপৰিমিত শক্তি মুক্ত হয় (পৰমাণু বোমা বা চুল্লী)।
প্ৰশ্ন ১৪। নিউক্লিয় সংযোজন কি? সূৰ্যৰ শক্তিৰ উৎস বুজোৱা।
উত্তৰঃ দুটা সৰু নিউক্লিয়াছে অতি উচ্চ উষ্ণতাত একত্ৰিত হৈ এটা ডাঙৰ নিউক্লিয়াছ গঠন কৰি বিপুল শক্তি মুক্ত কৰাকেই নিউক্লিয় সংযোজন বোলে। সূৰ্যৰ অভ্যন্তৰৰ অতি উচ্চ উষ্ণতাত (~১.৫ × ১০⁷ K) প্ৰট’ন-প্ৰট’ন শৃংখলৰ যোগেদি ৪টা প্ৰট’নে মিলি $^{4}He$ গঠন কৰে আৰু $26.7$ MeV শক্তি মুক্ত কৰে: $4\,^{1}H \to \,^{4}He + 2e^{+} + 2\nu + 26.7\,\text{MeV}$। এই শক্তিৰ ক্ষুদ্ৰ অংশ (~$1.4$ kW/m²) সৌৰ ধ্ৰুৱক হিচাপে পৃথিৱীত পৰে।
সাংখ্যিক সমস্যা (Numerical Problems)
প্ৰশ্ন ১৫। $^{14}_{7}N$ পৰমাণুৰ বন্ধন শক্তি নিৰ্ণয় কৰা। (পৰমাণু ভৰ $14.00307$ u, $m_p = 1.00783$ u, $m_n = 1.00867$ u)
উত্তৰঃ $Z = 7, N = 7$। কল্পিত ভৰ $= 7(1.00783) + 7(1.00867) = 7.05481 + 7.06069 = 14.1155$ u। ভৰ ক্ষতি $\Delta m = 14.1155 – 14.00307 = 0.11243$ u। বন্ধন শক্তি $$B = 0.11243 \times 931.5 = 104.73\,\text{MeV}$$। প্ৰতি নিউক্লিয়’নৰ বন্ধন শক্তি $B/A = 104.73/14 \approx 7.48$ MeV।
প্ৰশ্ন ১৬। কোনো ৰেডিঅ’সক্ৰিয় মৌলৰ অৰ্ধ-আয়ুস $1620$ বছৰ। ক্ষয় ধ্ৰুৱক আৰু গড় আয়ুস নিৰ্ণয় কৰা।
উত্তৰঃ $\lambda = \frac{0.693}{t_{1/2}} = \frac{0.693}{1620 \times 365 \times 24 \times 3600}\,\text{s}^{-1} = \frac{0.693}{5.11 \times 10^{10}} = 1.357 \times 10^{-11}\,\text{s}^{-1}$। গড় আয়ুস $\tau = 1/\lambda = 7.37 \times 10^{10}$ s $= 2336$ বছৰ। (লক্ষ্য কৰক $\tau = 1.443 \times t_{1/2}$।)
প্ৰশ্ন ১৭। কোনো ৰেডিঅ’সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ অৰ্ধ-আয়ুস $30$ দিন। $90$ দিনৰ পিছত প্ৰাৰম্ভিক পৰিমাণৰ কিমান অংশ অৱশিষ্ট থাকিব?
উত্তৰঃ $n = \frac{t}{t_{1/2}} = \frac{90}{30} = 3$। অৱশিষ্ট অংশ $\frac{N}{N_0} = \frac{1}{2^n} = \frac{1}{2^3} = \frac{1}{8} = 12.5\%$।
প্ৰশ্ন ১৮। $1$ গ্ৰাম $^{235}U$ৰ সম্পূৰ্ণ বিভাজনৰ পৰা মুক্ত হ’ব পৰা শক্তি গণনা কৰা (প্ৰতি বিভাজনত $200$ MeV)।
উত্তৰঃ $235$ গ্ৰামত $6.022 \times 10^{23}$টা পৰমাণু থাকে। সুতৰাং $1$ গ্ৰামত $N = \frac{6.022 \times 10^{23}}{235} = 2.563 \times 10^{21}$টা পৰমাণু। মুঠ শক্তি $E = 2.563 \times 10^{21} \times 200\,\text{MeV} = 5.126 \times 10^{23}\,\text{MeV} = 5.126 \times 10^{23} \times 1.6 \times 10^{-13}\,\text{J} = 8.20 \times 10^{10}\,\text{J}$ — অৰ্থাৎ প্ৰায় $20$ টন TNT-ৰ সমতুল্য।
প্ৰশ্ন ১৯। ডিউটেৰিয়াম-ট্ৰিটিয়াম সংযোজন বিক্ৰিয়াৰ পৰা মুক্ত শক্তি ($^{2}H + ^{3}H \to ^{4}He + n + Q$)। প্ৰদত্ত — $m_{^{2}H} = 2.014102$, $m_{^{3}H} = 3.016049$, $m_{^{4}He} = 4.002603$, $m_n = 1.008665$ u।
উত্তৰঃ ভৰ ক্ষতি $\Delta m = (2.014102 + 3.016049) – (4.002603 + 1.008665) = 5.030151 – 5.011268 = 0.018883$ u। মুক্ত শক্তি $$Q = 0.018883 \times 931.5 = 17.59\,\text{MeV} \approx 17.6\,\text{MeV}$$।
প্ৰশ্ন ২০। নিউক্লিয়াৰ ঘনত্ব নিৰ্ণয় কৰা। ($R_0 = 1.2$ fm, $m_N = 1.66 \times 10^{-27}$ kg)
উত্তৰঃ $\rho = \frac{3 m_N}{4\pi R_0^3} = \frac{3 \times 1.66 \times 10^{-27}}{4\pi (1.2 \times 10^{-15})^3} = \frac{4.98 \times 10^{-27}}{2.17 \times 10^{-44}} \approx 2.3 \times 10^{17}\,\text{kg/m}^3$।
অতিৰিক্ত প্ৰশ্নোত্তৰ (Additional Q&A)
প্ৰশ্ন ২১। আইছ’ট’প আৰু আইছ’বাৰৰ মাজৰ পাৰ্থক্য তলৰ তালিকাত দেখুৱা।
| আইছ’ট’প | আইছ’বাৰ |
|---|---|
| একে $Z$, ভিন্ন $A$ | একে $A$, ভিন্ন $Z$ |
| একে মৌলৰ ৰূপ | ভিন্ন মৌলৰ ৰূপ |
| ৰাসায়নিক ধৰ্ম একে | ৰাসায়নিক ধৰ্ম ভিন্ন |
| উদাঃ $^{1}H, \,^{2}H, \,^{3}H$ | উদাঃ $^{40}Ar, \,^{40}Ca$ |
প্ৰশ্ন ২২। আইনষ্টাইনৰ ভৰ-শক্তি সমতুল্যতা সমীকৰণ লিখা। $1$ kg ভৰৰ পৰা কিমান শক্তি পোৱা যাব?
উত্তৰঃ $E = mc^2$। $m = 1$ kg, $c = 3 \times 10^8$ m/s হ’লে $E = 1 \times (3 \times 10^8)^2 = 9 \times 10^{16}$ J। অৰ্থাৎ মাত্ৰ ১ কেজি ভৰে $9 \times 10^{16}$ জুল শক্তি দিব পাৰে — কিন্তু ব্যৱহাৰিকভাৱে নিউক্লিয় বিক্ৰিয়াত ভৰৰ অতি ক্ষুদ্ৰ অংশহে শক্তিলৈ ৰূপান্তৰিত হয়।
প্ৰশ্ন ২৩। ফিউজনতকৈ ফিছন আৰম্ভ কৰা সহজ — কিয়?
উত্তৰঃ ফিছন কৰিবলৈ এটা সাধাৰণ নিউট্ৰনে $^{235}U$-ত আঘাত কৰিলেই হয়; নিউট্ৰন আধানহীন বুলি কুলম্ব বিকৰ্ষণ নাই। কিন্তু ফিউজনত দুটা ধনাত্মক প্ৰট’নক ইটোক সিটোৰ ওচৰলৈ আনিবলৈ অতি বিশাল কুলম্ব বিকৰ্ষণ অতিক্ৰম কৰিব লাগে — তাৰ বাবে $\sim 10^7$ K উষ্ণতা প্ৰয়োজন। সেইবাবে পৃথিৱীত নিয়ন্ত্ৰিত ফিউজন চুল্লী এতিয়াও বাণিজ্যিক স্তৰত প্ৰাপ্য নহয়।
প্ৰশ্ন ২৪। শৃংখল বিক্ৰিয়া (chain reaction) আৰু গুৰুত্বপূৰ্ণ ভৰ (critical mass) মানে কি?
উত্তৰঃ ফিছনৰ পৰা মুক্ত হোৱা নিউট্ৰনে আনবোৰ ভাৰী নিউক্লিয়াছত আঘাত কৰি ক্ৰমে বহু বিভাজন আৰম্ভ কৰিলে তাক শৃংখল বিক্ৰিয়া বোলে। যি নূন্যতম পৰিমাণৰ বিভাজন-যোগ্য পদাৰ্থ থাকিলে এই বিক্ৰিয়া আত্ম-অবিৰাম হয়, তাক গুৰুত্বপূৰ্ণ ভৰ বোলে। U-235ৰ গুৰুত্বপূৰ্ণ ভৰ প্ৰায় $50$ kg (অপৰিশোধিত), Pu-239ৰ প্ৰায় $10$ kg।
প্ৰশ্ন ২৫। পৰমাণু চুল্লীত কণ্ট্ৰ’ল ৰড আৰু মডাৰেটৰৰ কাম কি?
উত্তৰঃ মডাৰেটৰ: ফিছনত মুক্ত হোৱা দ্ৰুত নিউট্ৰনৰ গতি কমাই থামাল (thermal) নিউট্ৰন বনাই — গধুৰ পানী ($D_2O$), গ্ৰাফাইট, সাধাৰণ পানী আদি। কণ্ট্ৰ’ল ৰড: অতিৰিক্ত নিউট্ৰন শোষণ কৰি বিক্ৰিয়াৰ গতি নিয়ন্ত্ৰণ কৰে — কেডমিয়াম, বৰন আদিৰ ৰড। ৰডবোৰ সমান্তৰালভাৱে ভিতৰ-বাহিৰ কৰি বিক্ৰিয়াৰ মাত্ৰা সমন্বিত কৰা হয়।
প্ৰশ্ন ২৬। ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তাৰ ব্যৱহাৰিক প্ৰয়োগসমূহ লিখা।
- চিকিৎসাত: Co-60 কৰ্কট ৰোগৰ চিকিৎসা; I-131 থাইৰয়েড পৰীক্ষা।
- কাৰ্বন ডেটিং: C-14 ৰ যোগেদি জীৱাশ্মৰ বয়স নিৰ্ণয়।
- কৃষিত: P-32 ৰ যোগেদি পুষ্টিৰ চলাচল অধ্যয়ন।
- উদ্যোগত: ধাতুৰ ফাঁট সন্ধান (gamma radiography)।
- বিদ্যুৎ: পৰমাণু চুল্লী।
প্ৰশ্ন ২৭। কাৰ্বন-১৪ ডেটিঙৰ মূলনীতি বুজোৱা।
উত্তৰঃ বায়ুমণ্ডলত মহাজাগতিক ৰশ্মিৰ লগত নাইট্ৰ’জেনৰ বিক্ৰিয়াৰ পৰা $^{14}C$ অবিৰতভাৱে গঠন হৈ থাকে। জীৱিত প্ৰাণী বা উদ্ভিদৰ শৰীৰত ইয়াৰ পৰিমাণ ধ্ৰুৱক, কাৰণ তেওঁলোকে অবিৰাম $CO_2$ গ্ৰহণ কৰে। মৃত্যুৰ পিছত নতুনকৈ $^{14}C$ গ্ৰহণ বন্ধ হয় আৰু থকাবোৰ ৰেডিঅ’সক্ৰিয় ক্ষয় হ’বলৈ আৰম্ভ কৰে ($t_{1/2} \approx 5730$ বছৰ)। নমুনাত অৱশিষ্ট $^{14}C$-ৰ পৰিমাণ জুখি সূত্ৰ $N = N_0 e^{-\lambda t}$ ৰ পৰা $t$ নিৰ্ণয় কৰা হয়। এইদৰে জীৱাশ্ম, প্ৰাচীন বস্তু আদিৰ বয়স $\sim 50000$ বছৰ পৰ্যন্ত নিৰ্ণয় কৰিব পাৰি।
প্ৰশ্ন ২৮। বহু-নিৰ্বাচনী প্ৰশ্ন (MCQ): $1$ amu = ?
উত্তৰঃ $1\,u = 1.66 \times 10^{-27}$ kg $= 931.5$ MeV/c²।
প্ৰশ্ন ২৯। নিউট্ৰন কোনে আৰু ক’ত আৱিষ্কাৰ কৰিছিল?
উত্তৰঃ জেমছ চেডৱিকে (James Chadwick) ১৯৩২ চনত বেৰিলিয়াম পদাৰ্থক α-কণিকাৰে আঘাত কৰি অজ্ঞাত নিৰপেক্ষ কণিকাৰ অস্তিত্ব প্ৰমাণ কৰে — এইটোৱেই নিউট্ৰন। তেওঁ এই আৱিষ্কাৰৰ বাবে ১৯৩৫ চনত নোবেল বঁটা লাভ কৰে।
প্ৰশ্ন ৩০। গ্ৰাম-পৰমাণু (gram-atom) আৰু এভ’গাড্ৰ’ সংখ্যা মানে কি?
উত্তৰঃ কোনো মৌলৰ পৰমাণু-ভৰৰ সমান গ্ৰামত পদাৰ্থক গ্ৰাম-পৰমাণু বা ১ মোল বোলে। ১ মোলত $N_A = 6.022 \times 10^{23}$টা পৰমাণু থাকে — ই এভ’গাড্ৰ’ সংখ্যা।
গুৰুত্বপূৰ্ণ সূত্ৰৰ সাৰাংশ (Formula Summary)
| ৰাশি | সূত্ৰ |
|---|---|
| নিউক্লিয়াছ ব্যাসাৰ্ধ | $R = R_0 A^{1/3}, \; R_0 = 1.2$ fm |
| নিউক্লিয়াৰ ঘনত্ব | $\rho \approx 2.3 \times 10^{17}$ kg/m³ |
| ভৰ-শক্তি সমতুল্যতা | $E = mc^2$ |
| $1$ amu | $1.66 \times 10^{-27}$ kg = $931.5$ MeV/c² |
| ভৰ ক্ষতি | $\Delta m = Zm_p + (A-Z)m_n – M$ |
| বন্ধন শক্তি | $B = \Delta m \times 931.5$ MeV |
| ক্ষয় সূত্ৰ | $N = N_0 e^{-\lambda t}$ |
| অৰ্ধ-আয়ুস | $t_{1/2} = 0.693/\lambda$ |
| গড় আয়ুস | $\tau = 1/\lambda = 1.443\,t_{1/2}$ |
| সক্ৰিয়তা | $A = \lambda N$ |
| $n$ অৰ্ধ-আয়ুসত অৱশিষ্ট | $N = N_0/2^n$ |
| ক্যুৰি | $1$ Ci $= 3.7 \times 10^{10}$ Bq |
শব্দাৰ্থ (Glossary)
| ইংৰাজী শব্দ | অসমীয়া অৰ্থ |
|---|---|
| Nucleus | নিউক্লিয়াছ / কেন্দ্ৰক |
| Nucleon | নিউক্লিয়’ন |
| Proton | প্ৰট’ন |
| Neutron | নিউট্ৰন |
| Atomic number (Z) | পৰমাণু সংখ্যা |
| Mass number (A) | ভৰ সংখ্যা |
| Isotope | সমাণুক / আইছ’ট’প |
| Isobar | সমভাৰক / আইছ’বাৰ |
| Isotone | সমনিউট্ৰনিক |
| Atomic mass unit | পৰমাণু ভৰ একক |
| Mass defect | ভৰ ক্ষতি |
| Binding energy | বন্ধন শক্তি |
| Nuclear force | নিউক্লিয় বল |
| Saturation | সম্পৃক্ততা |
| Radioactivity | ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তা / তেজস্ক্ৰিয়তা |
| Alpha particle | আলফা কণিকা |
| Beta particle | বিটা কণিকা |
| Gamma ray | গামা ৰশ্মি |
| Decay constant | ক্ষয় ধ্ৰুৱক |
| Half-life | অৰ্ধ-আয়ুস |
| Mean life | গড় আয়ুস |
| Activity | সক্ৰিয়তা |
| Becquerel | বেক্যুৰেল |
| Curie | ক্যুৰি |
| Nuclear fission | নিউক্লিয় বিভাজন |
| Nuclear fusion | নিউক্লিয় সংযোজন |
| Chain reaction | শৃংখল বিক্ৰিয়া |
| Critical mass | গুৰুত্বপূৰ্ণ ভৰ |
| Moderator | মডাৰেটৰ |
| Control rod | কণ্ট্ৰ’ল ৰড |
| Proton-proton chain | প্ৰট’ন-প্ৰট’ন শৃংখল |
সাধাৰণ ভ্ৰান্তি আৰু পৰীক্ষাৰ পৰামৰ্শ (Common Mistakes & Exam Tips)
- amu আৰু MeV এই দুই একক: বহু পৰীক্ষাৰ্থীয়ে $1\,u = 931.5$ MeV বুলি লিখে — সঠিককৈ এইটো $1\,u = 931.5$ MeV/c² (অৰ্থাৎ এক ভৰ একক, $c^2$-ৰে গুণ কৰিলেহে শক্তি ওলায়)। কিন্তু গণনাত পোনে পোনে $\Delta m\,(\text{u}) \times 931.5 = B\,(\text{MeV})$ ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
- পৰমাণু-ভৰ বনাম নিউক্লিয়াছ-ভৰ: পৰীক্ষাত প্ৰায়ে পৰমাণু ভৰ দিয়া হয় (য’ত $Z$টা ইলেক্ট্ৰনৰ ভৰো অন্তৰ্ভুক্ত)। সেইবাবে $Z m_p$-ৰ পৰিৱৰ্তে $Z m_H$ (পৰমাণৱিক হাইড্ৰ’জেন ভৰ) ব্যৱহাৰ কৰিলে ইলেক্ট্ৰনৰ ভৰ স্বাভাৱিকতে কাটি যায়।
- $N = N_0/2^n$ সূত্ৰ: ই কেৱল তেতিয়াহে প্ৰযোজ্য যেতিয়া $t$ অৰ্ধ-আয়ুসৰ সঠিক গুণিতক হয়। অন্য ক্ষেত্ৰত $N = N_0 e^{-\lambda t}$ ব্যৱহাৰ কৰিব লাগে।
- সক্ৰিয়তাৰ একক: Bq সদায় ১ ক্ষয়/ছেকেণ্ড। Ci-ক Bq-লৈ সলনি কৰোঁতে $3.7 \times 10^{10}$ গুণ কৰিবলৈ নাপাহৰিব।
- ফিছন বিক্ৰিয়াত নিউট্ৰন সংখ্যা: বাঁওফালে ১টা নিউট্ৰন ($n + U^{235}$), সোঁফালে ২ বা ৩টা নিউট্ৰন — সংৰক্ষণ ভাল কৰি পৰীক্ষা কৰিব।
চমু-উত্তৰ বুলেট সাৰ (Quick Recap)
- প্ৰট’ন আৱিষ্কাৰ — ৰাদাৰফৰ্ড (১৯১৯); নিউট্ৰন আৱিষ্কাৰ — চেডৱিক (১৯৩২)।
- ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তা আৱিষ্কাৰ — হেনৰি বেক্যুৰেল (১৮৯৬), ইউৰেনিয়াম লৱণ।
- মেৰি ক্যুৰি — পলোনিয়াম, ৰেডিয়াম আৱিষ্কাৰ; দুবাৰ নোবেল বঁটা।
- নিউক্লিয় বিভাজন আৱিষ্কাৰ — অট’ হান, ফ্ৰিটজ ষ্ট্ৰাছমেন (১৯৩৯)।
- প্ৰথম পৰমাণু চুল্লী — এনৰিক’ ফাৰ্মি (১৯৪২, চিকাগ’)।
- $^{56}$Fe — সৰ্বাধিক স্থিৰ নিউক্লিয়াছ; BE/A $\approx 8.75$ MeV।
- সূৰ্যৰ কেন্দ্ৰৰ উষ্ণতা $\sim 1.5 \times 10^{7}$ K — p-p চক্ৰ চলে।
- $D + T \to He^4 + n$ বিক্ৰিয়াত $17.6$ MeV মুক্ত হয়।
- U-235 প্ৰাকৃতিক ইউৰেনিয়ামৰ মাত্ৰ $0.7\%$; বাকী $99.3\%$ U-238।
- Pu-239 মানব-নিৰ্মিত বিভাজন-যোগ্য পদাৰ্থ — U-238ৰ পৰা চুল্লীত গঠন হয়।
উপসংহাৰ: এই অধ্যায়ত আমি পৰমাণুৰ নিউক্লিয়াছৰ গাঠনি, আকাৰ, ঘনত্ব, ভৰ ক্ষতি, বন্ধন শক্তি, নিউক্লিয় বল, ৰেডিঅ’সক্ৰিয়তাৰ তিনি প্ৰকাৰৰ ক্ষয়, ক্ষয় সূত্ৰ, অৰ্ধ-আয়ুস, সক্ৰিয়তা আৰু নিউক্লিয় বিভাজন-সংযোজনৰ সম্পূৰ্ণ ধাৰণা পালোঁ। ASSEB-ৰ পৰীক্ষাত প্ৰায় প্ৰতি বছৰে এই অধ্যায়ৰ পৰা $5-7$ নম্বৰৰ প্ৰশ্ন আহি থাকে — ভৰ ক্ষতি, বন্ধন শক্তিৰ গণনা, অৰ্ধ-আয়ুস সম্পৰ্কীয় সাংখ্যিক, BE/A বক্ৰৰেখা আৰু ফিছন/ফিউজনৰ পাৰ্থক্য বিশেষভাৱে গুৰুত্বপূৰ্ণ। সফলতাৰ বাবে শুভেচ্ছা জনালোঁ — HSLC GURU।