Madhyamik Physical Science Suggestion 2027 (Wbbse Class 10)(পরমাণুর নিউক্লিয়াস)
Madhyamik Physical Science Suggestion (WBBSE Class 10)
পশ্চিমবঙ্গ মধ্যশিক্ষা পর্ষদের (WBBSE) মাধ্যমিক পরীক্ষার্থীদের জন্য দশম শ্রেণির ভৌতবিজ্ঞান বিষয়ের সপ্তম অধ্যায় "পরমাণুর নিউক্লিয়াস"-এর সম্পূর্ণ গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নাবলি এবং উত্তর নিচে দেওয়া হলো।
দশম ভৌতবিজ্ঞান: সপ্তম অধ্যায় — পরমাণুর নিউক্লিয়াস
তেজস্ক্রিয়তার আবিষ্কার ও বৈশিষ্ট্য, α, β ও γ রশ্মির তুলনা, নিউক্লীয় বিভাজন ও সংযোজন, পারমাণবিক চুল্লি, এবং মানবকল্যাণে ও চিকিৎসাবিজ্ঞানে তেজস্ক্রিয়তার প্রয়োগ সংক্রান্ত সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ MCQ, অতিসংক্ষিপ্ত, ২ ও ৫ নম্বরের প্রশ্নাবলি নিচে প্রস্তুত করা হলো।
সেরা প্রস্তুতি নির্দেশিকা: তেজস্ক্রিয় রশ্মিসমূহের ভেদন ও আয়নন ক্ষমতার তুলনা, নিউক্লীয় বিভাজন ও সংযোজনের পার্থক্য, এবং তেজস্ক্রিয়তার নিউক্লিয়াসজনিত ঘটনার কারণসমূহ বিশেষভাবে গুরুত্ব দিয়ে প্রস্তুত রাখুন।
সপ্তম অধ্যায় — পরমাণুর নিউক্লিয়াস
১. সর্বাপেক্ষা তীব্র জারণধর্মী মৌল হল ফ্লুওরিন।
২. পটাসিয়াম একটি তীব্র ক্ষার/বিজারক ধাতু।
৩. একটি সন্ধিগত মৌলের উদাহরণ হল তামা (Cu)।
৪. থাইরয়েড চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় ¹³¹I ব্যবহার হয়।
৫. তেজস্ক্রিয়তার SI একক হল বেকারেল (Bq)।
১. ক্যানসার চিকিৎসায় ব্যবহৃত তেজস্ক্রিয় আইসোটোপটি হলো ⁴⁰Co। — মিথ্যা (⁶⁰Co ব্যবহৃত হয়)
২. পরমাণুর নিউক্লিয়াসে অবস্থিত কণাগুলিকে একত্রে নিউক্লিয়াস বলে। — মিথ্যা (নিউক্লিয়ন বলে)
৩. তেজস্ক্রিয়তা 1869 সালে হেনরি বেকারেল আবিষ্কার করেন। — মিথ্যা (1896 সালে)
৪. γ-রশ্মি হল কার্যত ভরহীন। — সত্য
৫. 1 u পরিমাণ ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হলে উৎপন্ন শক্তির পরিমাণ হয় 931 MeV। — সত্য
| 'অ' স্তম্ভ | 'আ' স্তম্ভ |
|---|---|
| 1. ক্ষারধাতু | (d) সোডিয়াম |
| 2. Xe | (c) নিষ্ক্রিয় মৌল |
| 3. আধুনিক পর্যায় সূত্র | (a) মোসলে |
| 4. নিউল্যান্ডস | (b) অষ্টক সূত্র |
| 'অ' স্তম্ভ | 'আ' স্তম্ভ |
|---|---|
| 1. তীব্র জারণধর্মী | (c) ক্লোরিন |
| 2. মুদ্রাধাতু | (d) তামা (Cu) |
| 3. সিরিয়াম | (a) একটি ল্যান্থানাইড মৌল |
| 4. সোনা | (b) বরধাতু |
উত্তর: পারমাণবিক চুল্লি বা নিউক্লিয়ার রিঅ্যাক্টরের প্রধান ব্যবহারগুলি হলো—
(i) নিউক্লীয় বিভাজনে উৎপন্ন বিপুল তাপশক্তি দিয়ে জল ফুটিয়ে বাষ্প তৈরি করে টারবাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়।
(ii) চিকিৎসাবিজ্ঞান ও গবেষণার কাজে প্রয়োজনীয় বিভিন্ন তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ তৈরি করতে এবং পারমাণবিক সাবমেরিন ও জাহাজ চালাতে এটি ব্যবহৃত হয়।
উত্তর: যে নিউক্লীয় বিক্রিয়ায় কোনো ভারী পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে (যেমন ²³⁵U) উপযুক্ত শক্তির ধীরগতির নিউট্রন কণা দ্বারা আঘাত করলে তা প্রায় সমভরের দুটি মাঝারি নিউক্লিয়াসে ভেঙে যায় এবং সঙ্গে কয়েকটি নিউট্রন ও বিপুল পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়, তাকে নিউক্লিয় বিভাজন (Nuclear Fission) বলে।
উত্তর: উচ্চ পারমাণবিক ভর ও সংখ্যাবিশিষ্ট ভারী মৌলের পরমাণুর নিউক্লিয়াস কোনো বাহ্যিক প্রভাব (যেমন চাপ, তাপ ইত্যাদি) ছাড়াই স্বতঃস্ফূর্তভাবে অবিরাম অদৃশ্য রশ্মি (α, β, γ) বিকিরণ করে সম্পূর্ণ নতুন মৌলের নিউক্লিয়াসে রূপান্তরিত হওয়ার প্রাকৃতিক ধর্মকে তেজস্ক্রিয়তা বলে।
উত্তর: গবেষণাগারে উপযুক্ত উচ্চ শক্তিসম্পন্ন কণা (যেমন আলফা কণা, প্রোটন বা নিউট্রন) দিয়ে কোনো স্বাভাবিক স্থায়ী মৌলকে আঘাত করে তাকে কৃত্রিম তেজস্ক্রিয় মৌলে পরিণত করার প্রক্রিয়াকে কৃত্রিম তেজস্ক্রিয়তা বলে।
উদাহরণ: তেজস্ক্রিয় সিলিকন (²⁷₁₄Si), তেজস্ক্রিয় সোডিয়াম (²⁴₁₁Na), এবং তেজস্ক্রিয় ফসফরাস (³²₁₅P)।
উত্তর:
• জনক পরমাণু (Parent Atom): যে আদি তেজস্ক্রিয় পরমাণু থেকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে তেজস্ক্রিয় রশ্মি নির্গত হয়ে নতুন পরমাণু সৃষ্টি হয়, তাকে জনক পরমাণু বলে।
• দুহিতা পরমাণু (Daughter Atom): তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের ফলে জনক পরমাণুর নিউক্লিয়াস পরিবর্তিত হয়ে যে নতুন মৌলের পরমাণু গঠন করে, তাকে দুহিতা পরমাণু বলে।
উত্তর: যে বিশেষ চুল্লির ভেতরে অত্যন্ত সুরক্ষিত পরিবেশে ভারী তেজস্ক্রিয় পদার্থের নিউক্লীয় বিভাজন শৃঙ্খল বিক্রিয়াকে সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণে রেখে অবিরাম তাপশক্তি উৎপাদন করা হয় এবং তা বিদ্যুৎশক্তিতে রূপান্তরিত করা যায়, তাকে পারমাণবিক চুল্লি বা নিউক্লিয়ার রিঅ্যাক্টর বলে।
উত্তর: হালকা মৌলের দুটি ধনাত্মক আধানযুক্ত নিউক্লিয়াসকে পরস্পরের কাছাকাছি এনে সংযোজিত করার জন্য তাদের মধ্যকার প্রবল স্থির-তড়িৎ কুলম্বিয় বিকর্ষণ বলকে অতিক্রম করতে হয়। এর জন্য প্রয়োজন হয় প্রায় 10⁷ °C থেকে 10⁸ °C এর মতো অতি উচ্চ তাপমাত্রা। এই বিপুল তাপমাত্রা সাধারণ পদ্ধতিতে সৃষ্টি করা সম্ভব নয়; কেবল পারমাণবিক বিভাজন বিক্রিয়া ঘটিয়েই এই পরিমাণ প্রাথমিক তাপশক্তি উৎপাদন করা সম্ভব। তাই সংযোজনের পূর্বে বিভাজন ঘটানো হয়।
তুলনা:
• α-রশ্মি: কণার ভর ও আধান বেশি হওয়ায় এর ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে কম। সাধারণ পাতলা কাগজ বা কয়েক সেন্টিমিটার বায়ু মাধ্যমেই এটি আটকে যায়।
• β-রশ্মি: এর ভেদন ক্ষমতা α-রশ্মির তুলনায় প্রায় ১০০ গুণ বেশি। এটি কয়েক মিলিমিটার পুরু অ্যালুমিনিয়াম পাত ভেদ করতে পারে।
• γ-রশ্মি: আধানহীন ও ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ হওয়ায় এর ভেদন ক্ষমতা সর্বাধিক (α-রশ্মির তুলনায় প্রায় ১০,০০০ গুণ)। এটি কয়েক সেন্টিমিটার পুরু সীসার পাতও অনায়াসে ভেদ করতে পারে।
ভেদন ক্ষমতার অনুপাত: α : β : γ = 1 : 100 : 10000।
উত্তর: পারমাণবিক চুল্লি থেকে নির্গত তেজস্ক্রিয় বর্জ্য (Nuclear Waste) পরিবেশে অত্যন্ত দীর্ঘকাল ক্ষতিকারক বিকিরণ ছড়ায়। এছাড়া চুল্লিতে যান্ত্রিক ত্রুটি ঘটলে বা দুর্ঘটনা ঘটলে (যেমন ২০১১ সালের জাপানের ফুকুশিমা দুর্ঘটনা) তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ বায়ুমণ্ডল ও সমুদ্রের জলে ছড়িয়ে পড়ে জলজ প্রাণী, উদ্ভিদ ও মানবদেহের অপূরণীয় জিনগত ক্ষতি সাধন করে পরিবেশকে মারাত্মকভাবে দূষিত করে।
উত্তর: পারমাণবিক বোমা বিস্ফোরণের সময় নির্গত তীব্র তাপ ও তেজস্ক্রিয় বিকিরণ মাটি, জল ও বাতাসকে চিরতরে দূষিত করে তোলে। বিস্ফোরণস্থলের ধূলিকণা ও তেজস্ক্রিয় কণা বায়ুমণ্ডলে উঠে তেজস্ক্রিয় বৃষ্টি (Radioactive Fallout) রূপে বহু দূরবর্তী অঞ্চলে ছড়িয়ে পড়ে জীবমণ্ডলকে ধ্বংস করে, যার প্রমাণ দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধে হিরোশিমা ও নাগাসাকিতে লক্ষ্য করা গিয়েছিল।
উত্তর: আধুনিক চিকিৎসাবিজ্ঞানে তেজস্ক্রিয় আইসোটোপগুলির বহুবিধ গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ রয়েছে—
(i) ক্যানসার চিকিৎসায়: কোবাল্টের তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ (⁶⁰Co) এবং রেডিয়াম থেকে নির্গত শক্তিশালী গামা রশ্মি প্রয়োগ করে ক্যানসার আক্রান্ত ক্ষতিকারক কোষ বা টিউমার ধ্বংস করা হয় (রেডিওথেরাপি)।
(ii) থাইরয়েড গ্রন্থির চিকিৎসায়: গলগণ্ড বা থাইরয়েডের কার্যকারিতা পরীক্ষা এবং চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় আয়োডিন (¹³¹I) ব্যবহার করা হয়।
(iii) লিউকেমিয়া ও রক্তের রোগ: রক্তের রোগ ও অস্থিমজ্জার চিকিৎসায় তেজস্ক্রিয় ফসফরাস (³²P) ব্যবহৃত হয়।
(iv) রক্ত সঞ্চালন নিরীক্ষা: মানবদেহে রক্ত চলাচলের গতিবিধি ও ব্লকেজ শনাক্ত করতে তেজস্ক্রিয় সোডিয়াম (²⁴Na) ট্রেসার হিসেবে প্রয়োগ করা হয়।
উত্তর: তেজস্ক্রিয়তা যে সম্পূর্ণ পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের অভ্যন্তরীণ ঘটনা, তা নিচের কারণগুলি থেকে সুস্পষ্টভাবে প্রমাণিত হয়—
(i) রাসায়নিক বিক্রিয়ায় কেবল পরমাণুর সর্ববহিঃস্থ কক্ষের ইলেকট্রনগুলি অংশ নেয়, নিউক্লিয়াস অপরিবর্তিত থাকে। দেখা গেছে, কোনো তেজস্ক্রিয় মৌল অন্য কোনো মৌলের সঙ্গে যুক্ত হয়ে যৌগ গঠন করলেও তার তেজস্ক্রিয় ধর্ম বিন্দুমাত্র হ্রাস বা বৃদ্ধি পায় না। যেমন—রেডিয়াম এবং রেডিয়াম ক্লোরাইড উভয়েই সমান তেজস্ক্রিয়।
(ii) বাহ্যিক চাপ, অতি উচ্চ বা নিম্ন তাপমাত্রা, তড়িৎ বা চৌম্বক ক্ষেত্র ইত্যাদি ভৌত অবস্থার পরিবর্তনেও তেজস্ক্রিয় বিঘটনের হার একই থাকে।
(iii) তেজস্ক্রিয় বিকিরণে α-কণা (হিলিয়াম নিউক্লিয়াস) বা β-কণা নির্গত হওয়ার সাথে সাথে নিউক্লিয়াসের প্রোটন ও নিউট্রন সংখ্যা পরিবর্তিত হয়ে সম্পূর্ণ ভিন্ন রাসায়নিক ধর্মের নতুন দুহিতা মৌল সৃষ্টি হয়।
সুতরাং, পরমাণুর ইলেকট্রন মহলের ওপর তেজস্ক্রিয়তা নির্ভর করে না; এটি সম্পূর্ণভাবে নিউক্লিয়াসের নিজস্ব এবং অভ্যন্তরীণ ঘটনা।
| নিউক্লিয় বিভাজন (Nuclear Fission) | নিউক্লিয় সংযোজন (Nuclear Fusion) |
|---|---|
| ১. একটি ভারী নিউক্লিয়াস ভেঙে প্রায় সমান ভরের দুটি মাঝারি নিউক্লিয়াস গঠন করে। | ১. একাধিক হালকা নিউক্লিয়াস পরস্পর যুক্ত হয়ে একটি ভারী নিউক্লিয়াস গঠন করে। |
| ২. সাধারণ বা স্বাভাবিক তাপমাত্রাতেই এই বিক্রিয়া শুরু করা যায়। | ২. এই বিক্রিয়া শুরু করতে প্রায় 10⁷ °C – 10⁸ °C অতি উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। |
| ৩. বিক্রিয়া ঘটানোর জন্য ভারী নিউক্লিয়াসকে ধীরগতির নিউট্রন দিয়ে আঘাত করতে হয়। | ৩. কোনো আঘাতকারী কণার প্রয়োজন হয় না, কেবল তাপীয় উত্তেজনার দরকার হয়। |
| ৪. একক ভরের জ্বালানি থেকে প্রাপ্ত শক্তির পরিমাণ সংযোজনের তুলনায় কম। | ৪. একক ভরের জ্বালানি থেকে প্রাপ্ত শক্তির পরিমাণ বিভাজনের চেয়ে বহুগুণ বেশি। |
| ৫. বিক্রিয়াটিকে পারমাণবিক চুল্লিতে নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব। | ৫. এই বিক্রিয়াকে কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ করার প্রযুক্তি এখনও আয়ত্ত হয়নি। |
| α-রশ্মির প্রভাব | β-রশ্মির প্রভাব | γ-রশ্মির প্রভাব |
|---|---|---|
| ভেদন ক্ষমতা অত্যন্ত কম হওয়ায় এটি ত্বকের বাইরের স্তরেই আটকে যায়। তবে কোনোভাবে শ্বাসপ্রশ্বাস বা খাদ্যের মাধ্যমে শরীরে প্রবেশ করলে তীব্র আয়নন ক্ষমতার কারণে অভ্যন্তরীণ কোষের মারাত্মক ক্ষতিসাধন করে। | α-রশ্মির চেয়ে ভেদন ক্ষমতা বেশি হওয়ায় চামড়া ভেদ করে শরীরের মাংসপেশি পর্যন্ত পৌঁছে কোষের ক্ষতি করে এবং ত্বকে পোড়া ক্ষতের সৃষ্টি করতে পারে। | ভেদন ক্ষমতা সর্বাধিক হওয়ায় এটি সমগ্র মানবদেহ ও অস্থিমজ্জা ভেদ করে চলে যায়। ফলে ডিএনএ মিউটেশন, রক্তের শ্বেতকণিকা ধ্বংস, লিউকেমিয়া ও দুরারোগ্য ক্যানসার সৃষ্টি করে। |