Nuclear Physics MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Nuclear Physics - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर कुडनकुलम है।

• कुडनकुलम परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्षमता के हिसाब से भारत का सबसे बड़ा परमाणु ऊर्जा केंद्र है।

Key Points

• कुडनकुलम परमाणु ऊर्जा संयंत्र भारत में चेन्नई से 650 किमी दक्षिण में तमिलनाडु के तिरुनेलवेली जिले में स्थित है।
• पूरा होने पर ऊर्जा संयंत्र की संयुक्त क्षमता 6000 मेगावाट होगी।
• भारत में परमाणु ऊर्जा अनुसंधान के जनक डॉ. होमी जहांगीर भाभा के प्रयासों से 1948 में परमाणु ऊर्जा आयोग की स्थापना की गई थी।
• भारत के पहले परमाणु अनुसंधान रिएक्टर 'अप्सरा' ने ट्रॉम्बे (मुंबई के पास) में कार्य करना शुरू किया, लेकिन भारत का पहला परमाणु ऊर्जा रिएक्टर 1969 में तारापुर में स्थापित किया गया था।
• परमाणु ऊर्जा के उत्पादन के लिए यूरेनियम, थोरियम और भारी जल की आवश्यकता होती है, यूरेनियम झारखंड, राजस्थान और मेघालय में पाया जाता है।

गणना:

दिया गया है वेगों का अनुपात:

v₁ / v₂ = 3 / 2

संवेग संरक्षण के समीकरण का उपयोग करते हुए:

m₁ v₁ = m₂ v₂ ⟶ m₁ / m₂ = 2 / 3

⇒ m₁ / (4/3 π r₁³) = m₂ / (4/3 π r₂³)

⇒ (r₁ / r₂)³ = m₁ / m₂

m₁ / m₂ = 2 / 3 का मान प्रतिस्थापित करने पर:

⇒ r₁ / r₂ = (2 / 3)^(1/3)

⇒ r₁ / r₂ = (2 / 3)^(1/3)

अंतिम उत्तर: x = 2

गणना:

नाभिकीय घनत्व द्रव्यमान संख्या से स्वतंत्र होता है।

चूँकि नाभिकीय घनत्व = Au / ( (4/3) π R³ )

इसके अलावा, R = R₀A^1/3

और R³ = R₀³ A

⇒ नाभिकीय घनत्व = Au / ( (4/3) π R₀³ A )

नाभिकीय घनत्व = 3u / (4 π R₀³)

⇒ नाभिकीय घनत्व A से स्वतंत्र है।

परिणाम:

(P) के लिए: E ∝ Z²

हाइड्रोजन जैसे परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के कारण विकिरण की ऊर्जा।

उदाहरण- हाइड्रोजन जैसे परमाणुओं में, ऊर्जा स्तर इस प्रकार दिए गए हैं: E_n = -13.6 Z² / n² eV, इसलिए ऊर्जा अंतर Z² के साथ बदलता है।

(Q) के लिए: E ∝ (Z - 1)²

K_α विशिष्ट एक्स-किरणों की ऊर्जा।

उदाहरण- मोसले का नियम: ν ∝ (Z - 1)² आंतरिक इलेक्ट्रॉनों के स्क्रीनिंग प्रभाव के लिए जिम्मेदार है।

(R) के लिए: E ∝ Z(Z - 1)

नाभिक में प्रोटॉन के बीच कूलम्बिक प्रतिकर्षण ऊर्जा।

उदाहरण- कुल कूलम्ब ऊर्जा इस प्रकार बदलती है: E_Coulomb ∝ Z(Z - 1) / R (जहाँ R ∝ A^1/3).

(S) के लिए: द्रव्यमान संख्या 30 < A < 170 वाले नाभिकों के लिए प्रति न्यूक्लियॉन बंधन ऊर्जा लगभग स्थिर होती है।

यह एक प्रसिद्ध प्रवृत्ति है और आयरन (A ≈ 56) के आसपास अधिकतम होती है।

व्याख्या:

N₁ = N₀e^−λ₁t और N₂ = N₀e^−λ₂t

⇒ N₁ / N₂ = e^{(λ₂ − λ₁)t} जहाँ t = (1 / (λ₂ − λ₁)) × ln(N₁ / N₂)

⇒ N₁ / N₂ = 99.28 / 0.72 = 137.88

τ₂ = 10⁹ वर्ष और τ₁ = 6.6 × 10⁹ वर्ष

λ₁, λ₂ क्रमशः दोनों नाभिकों के क्षय स्थिरांक हैं।

N₀ = प्रारंभिक सांद्रता (दिया गया समान)

τ₁ = 1 / λ₁ और τ₂ = 1 / λ₂

⇒ λ₁ = 1 / 6.6 × 10⁹ वर्ष = 0.1515 × 10⁻⁹ /वर्ष

t = 1 / (1 − 0.1515) × 10⁻⁹ × ln(137.88)

t = 1.1785 × 10⁹ × 4.9263    ⇒    t = 5.8 × 10⁹ वर्ष

सही उत्तर कुडनकुलम है।

• कुडनकुलम परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्षमता के हिसाब से भारत का सबसे बड़ा परमाणु ऊर्जा केंद्र है।

Key Points

• कुडनकुलम परमाणु ऊर्जा संयंत्र भारत में चेन्नई से 650 किमी दक्षिण में तमिलनाडु के तिरुनेलवेली जिले में स्थित है।
• पूरा होने पर ऊर्जा संयंत्र की संयुक्त क्षमता 6000 मेगावाट होगी।
• भारत में परमाणु ऊर्जा अनुसंधान के जनक डॉ. होमी जहांगीर भाभा के प्रयासों से 1948 में परमाणु ऊर्जा आयोग की स्थापना की गई थी।
• भारत के पहले परमाणु अनुसंधान रिएक्टर 'अप्सरा' ने ट्रॉम्बे (मुंबई के पास) में कार्य करना शुरू किया, लेकिन भारत का पहला परमाणु ऊर्जा रिएक्टर 1969 में तारापुर में स्थापित किया गया था।
• परमाणु ऊर्जा के उत्पादन के लिए यूरेनियम, थोरियम और भारी जल की आवश्यकता होती है, यूरेनियम झारखंड, राजस्थान और मेघालय में पाया जाता है।

सही उत्तर स्थिर है।

अवधारणा :

• रेडियोधर्मिता: रेडियोधर्मी क्षय वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक अस्थिर परमाणु नाभिक विकिरण द्वारा ऊर्जा खो देता है। अस्थिर नाभिक वाली एक सामग्री को रेडियोधर्मी माना जाता है।
  • एक रेडियोधर्मी नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की एक अस्थिर असेंबली होती है जो एक अल्फा, एक बीटा कण या एक गामा फोटॉन उत्सर्जित करके अधिक स्थिर हो जाती है।
  • परमाणु रेडियोधर्मी होते हैं यदि उनके नाभिक अस्थिर होते हैं और अनायास (और यादृच्छिक) विभिन्न कणों α, β और/या γ विकिरणों का उत्सर्जन करते हैं।
• समस्थानिक: समान परमाणु संख्या लेकिन अलग द्रव्यमान संख्या होनेवाले तत्व के परमाणुओं को समस्थानिक कहा जाता है। सभी समस्थानिकों में समान रासायनिक गुण होते हैं।
• समभारिक: नाभिक जिनके पास समान द्रव्यमान संख्या (A) होती है लेकिन एक अलग परमाणु संख्या (Z) होती है उनको समभारिक कहा जाता है।

व्याख्या:

U92238 -----→ A46119 + B46119

• चूंकि U -238 एक अस्थिर परमाणु नाभिक है प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की एक समान संख्या वाला नाभिक स्थिर होगा।
• दो समान भागों में विभाजित होने के बाद दो स्थिर नाभिक उत्पादित होते हैं क्योंकि दोनों में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या समान है। इसलिए विकल्प 2 सही है।  

अवधारणा:

• रेडियोधर्मिता:
  • रेडियोधर्मी क्षय वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक अस्थिर परमाणु नाभिक विकिरण द्वारा ऊर्जा त्यागता है। अस्थिर नाभिक युक्त सामग्री को रेडियोधर्मी माना जाता है।
  • एक रेडियोधर्मी नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की एक अस्थिर संयोजन होता है जो अल्फा, बीटा कण या गामा फोटॉन उत्सर्जित करके अधिक स्थिर हो जाता है।
  • परमाणु रेडियोधर्मी होते हैं यदि उनका नाभिक अस्थिर और अनायास (और यादृच्छिक) विभिन्न कणों α, β, और /अथवा γ विकिरण को उत्सर्जित करता है।
• रेडियोधर्मिता के तीन महत्वपूर्ण रूप:
  • गामा क्षय-(उच्च ऊर्जा वाले फोटॉन नीचे की ओर उत्सर्जित कर दिए जाते है) ।
  • बीटा क्षय- ( अन-आवेशन में इलेक्ट्रॉन होते हैं)।
  • अल्फा क्षय-(अन-आवेशन में हीलियम नाभिक होता है)।
• निम्नलिखित तालिका अपने संबंधित विशेषताओं के साथ कणों की सूची दिखाती है।

व्याख्या:

• ऊपर से यह स्पष्ट है कि एक अल्फा कण में दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं और वे कसकर बंधे होते हैं।
• एक अल्फा-कण हीलियम परमाणु के नाभिक के समान होता है। इसलिए विकल्प 1 सही है।

सही  उत्तर जीवाश्मों है।

अवधारणा:

रेडियोकार्बन डेटिंग:

• इसे कार्बन-14 विधि भी कहा जाता है, जिसे अमेरिकी भौतिक विज्ञानी विलर्ड एफ लिब्बी ने लगभग 1946 में विकसित किया था और 500 से 50,000 साल पुराने जीवाश्मों और पुरातात्विक नमूनों को डेटिंग करने की बहुमुखी तकनीक साबित हुई है।
• इस विधि का व्यापक रूप से संबंधित क्षेत्रों में प्लीस्टोसीन भूवैज्ञानिकों, मानवविज्ञानियों, पुरातत्वविदों और जांचकर्ताओं द्वारा उपयोग किया जाता है।
• रेडियोकार्बन डेटिंग या कार्बन-14 डेटिंग विधि

Important Pointsव्याख्या:

• कार्बन-14 डेटिंग आयु निर्धारण की एक विधि है जो रेडियोकार्बन (कार्बन-14 समस्थानिक) के नाइट्रोजन के क्षय पर निर्भर करती है।
• कार्बन-14 लगातार पृथ्वी के वायुमंडल में नाइट्रोजन-14 के साथ न्यूट्रॉन की अंत: क्रिया से प्रकृति में बनता है; इस अभिक्रिया के लिए आवश्यक न्यूट्रॉन वायुमंडल के साथ अंत: क्रिया करने वाली ब्रह्मांडीय किरणों द्वारा उत्पादित होते हैं।
• वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के अणुओं में मौजूद रेडियोकार्बन जैविक कार्बन चक्र में प्रवेश करता है: यह हरे पौधों द्वारा हवा से अवशोषित होता है और फिर खाद्य श्रृंखला के माध्यम से जानवरों को प्रदान किया जाता है।
• रेडियोकार्बन एक जीवित जीव में धीरे-धीरे क्षय होता है, और क्षयित राशि को लगातार तब तक लिया जाता है जब तक जीव हवा या भोजन ग्रहण करता है और एक बार जीव मर जाता है,तो, यह कार्बन-14 को अवशोषित करना बंद कर देता है, एवं इसके ऊतकों में रेडियोकार्बन की मात्रा लगातार कम होती जाती है।
• कार्बन-14 की अर्ध आयु 5,730 ± 40 वर्ष है अर्थात किसी भी समय मौजूद रेडियो समस्थानिक की आधी मात्रा लगातार 5,730 वर्षों के दौरान सहज विघटन से गुजरेगी।
• क्योंकि इस स्थिर दर पर कार्बन-14 क्षय, जिस तारीख को एक जीव की मृत्यु हो गई उसका एक अनुमान उसके अवशिष्ट रेडियोकार्बन की मात्रा को मापकर बनाया जा सकता है ।

सही उत्तर सम-न्यूट्रॉनिक है।

अवधारणा :

• नाभिक को प्रोटॉन की संख्या (परमाणु संख्या) या न्युक्लियोन की कुल संख्या (द्रव्यमान संख्या) के आधार पर वर्गीकृत किया गया है:

व्याख्या:

• ऊपर से यह स्पष्ट है कि समान संख्या में न्यूट्रॉन वाले लेकिन विभिन्न द्रव्यमान संख्या वाले नाभिक सम-न्यूट्रॉनिक कहलाते हैं। इसलिए विकल्प 3 सही है।

अवधारणा:

न्यूट्रॉन:

• 1932 में, जे. चाडविक ने एक और उप-परमाणु कण की खोज की जिसका कोई आवेश नहीं था और द्रव्यमान एक प्रोटॉन के बराबर था। इसे अंततः न्यूट्रॉन नाम दिया गया।
• न्यूट्रॉनहाइड्रोजन को छोड़करसभी परमाणुओं के नाभिक में मौजूद होते हैं।
• सामान्य तौर पर, एक न्यूट्रॉन को 'n' के रूप में दर्शाया जाता है।
• न्यूट्रॉन का द्रव्यमान 1.6750 x 10^-27 kg है।
• एक परमाणु का द्रव्यमाननाभिक में मौजूद प्रोटॉन और न्यूट्रॉनके द्रव्यमान के योग द्वारा दिया जाता है।

व्याख्या:

• न्यूट्रॉन और प्रोटॉनएक परमाणु के नाभिक में पाए जाते हैं।
• न्यूट्रॉन की खोज जेम्स चैडविक ने की थी। इसलिए विकल्प 1 सही है।

Additional Information

सही उत्तर हिग्स बॉसन है। 

Key Points

• 4-7-2012 को देखे गए गॉड पार्टिकल को हिग्स बॉसन भी कहा जाता है। 
• हिग्स बोसोन कण भौतिकी के मानक मॉडल में एक प्राथमिक कण है। 
• यह हिग्स क्षेत्र की क्वांटम उत्तेजना द्वारा निर्मित होता है। 
• हिग्स का विचार था की ब्रह्माण्ड एक चुम्बकीय क्षेत्र के समान एक अदृश्य क्षेत्र में नहाया हुआ है। प्रत्येक कण इस क्षेत्र को महसूस करता है, जिसे अब हिग्स क्षेत्र के रूप में जाना जाता है। 

Important Points

• ब्रह्माण्ड के क्षेत्र में 2013 में नोबल पुरस्कार भौतिकी में दिया गया था। 
• हिग्स बोसोन के सिद्धांत पर अपने काम के लिए दो वैज्ञानिकों को भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला था। 
• ब्रिटेन के पीटर हिग्स और बेल्जियम के फ्रेंकोइस एंगलर्ट ने पुरस्कार साझा किया था।
•  1960 में, वे उन कई भौतिकविदों में से थे जिन्होंने यह समझाने के लिए एक तंत्र का प्रस्ताव दिया कि ब्रह्मांड के सबसे बुनियादी निर्माण खंडों में द्रव्यमान क्यों है।
• तंत्र एक कण की भविष्यवाणी करता है, हिग्स बोसोन, जिसे अंततः 2012 में स्विटज़रलैंड के सरन में लार्ज हैड्रोन कोलाडर में खोजा गया था। 

संकल्पना:

• रेडियोधर्मिता:
• रेडियोधर्मी क्षय वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक अस्थिर परमाणु नाभिक विकिरण द्वारा ऊर्जा खो देता है। अस्थिर नाभिक वाली एक सामग्री को रेडियोधर्मी माना जाता है।
• एक रेडियोधर्मी नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की एक अस्थिर विधानसभा होती है जो एक अल्फा, एक बीटा कण या एक गामा फोटॉन उत्सर्जित करके अधिक स्थिर हो जाती है।
• परमाणु रेडियोधर्मी होते हैं यदि उनके नाभिक अस्थिर और अनायास (और यादृच्छिक) विभिन्न कणों α, or, और / या γ विकिरणों का उत्सर्जन करते हैं।
• रेडियोधर्मिता के तीन महत्वपूर्ण रूप:
• गामा क्षय- (उच्च ऊर्जा वाले फोटोन नीचे फेंक दिए जाते हैं)।
• बीटा क्षय- (डिस्चार्ज में इलेक्ट्रॉन होते हैं)।
• अल्फा क्षय- (डिस्चार्ज में एक हीलियम नाभिक होता है)।
  निम्न तालिका उनके संबंधित विशेषताओं के साथ कणों की सूची दिखाती है।

स्पष्टीकरण:

• प्रोटॉन का चार्ज = +e
• ऊपर से यह स्पष्ट है कि एक अल्फा कण पर चार्ज + 2e है।
• जो α कणों का प्रतिनिधित्व करता है वह प्रोटॉन के आवेश का 2 गुना है

सही उत्तर प्रबल नाभिकीय बल है।

Key Points

• प्रबल नाभिकीय बल परमाणुओं के नाभिक को एक साथ रखने के लिए उत्तरदायी होते हैं। यह अभिक्रियाओं में सबसे प्रभावी बल है और इतना प्रबल है कि यह नाभिक के साथ समान आवेश वाले प्रोटॉन को बांधता है।
• यह प्रकृति में सबसे आकर्षण है लेकिन कभी-कभी प्रतिकषर्ण हो सकता है। इसका लघु परास 1fm है।

Additional Information

• मूल बल या अन्योन्यक्रियाएँ प्रकृति के वह बल हैं जिनके बिना सभी वस्तुएँ अलग हो जाएँगी।
• प्रकृति के चार मूल बल हैं। यह इस प्रकार हैं:

1. गुरुत्वाकर्षण बल
2. विद्युत चुम्बकीय बल
3. दुर्बल नाभिकीय बल
4. प्रबल नाभिकीय बल

• गामा तरंगों का उपयोग कैंसर कोशिकाओं को मारने और चिकित्सा उपकरणों को अनुर्वर करने तथा रेडियोधर्मी अन्वेषकों में किया जाता है।
• क्योंकि गामा किरण कैंसर की कोशिकाओं को मारने के लिए काफी सशक्त होती हैं, उच्च गति वाली गामा तरंगों का उपयोग शरीर के भीतर कैंसर की कोशिकाओं को मारने के लिए किया जाता है।
• एक्स-रे का उपयोग टूटी हड्डियों की जांच के लिए किया जाता है।
• अल्फा-तरंगें का उपयोग स्मोक डिटेक्टरों में किया जाता है।
• β-तरंगें का उपयोग गुणवत्ता नियंत्रण में किसी वस्तु की मोटाई का परीक्षण करने के लिए किया जाता है, जैसे कागज।