পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর যে সময়ের মধ্যে কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধেক সংখ্যক নিউক্লিয়াসের তেজস্ক্রিয় বিকিরণ ঘটে, তাকে ঐ পদার্থের অর্ধায়ু বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তেজস্ক্রিয়তা বেশি মানে নিউক্লিয়াস বেশি অস্থিতিশীল এবং তা থেকে দ্রুত বিকিরণ ঘটে। ফলে অল্প সময়েই অর্ধেক সংখ্যক নিউক্লিয়াস বিকিরণ করে ফেলে। অর্ধেক নিউক্লিয়াসের বিকিরণ ঘটার এই সময়টিই অর্ধায়ু। তাই বেশি তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াসের অর্ধায়ু কম হয়। স্থিতিশীল নিউক্লিয়াস বিকিরণ করে না বলে তার অর্ধায়ু অসীম ধরা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর $A$ এর অর্ধায়ু $T = 4$ দিন, সময় $t = 12$ দিন।
   অর্ধায়ুর সংখ্যা $n = \frac{12}{4} = 3$
   অবশিষ্ট ভর = $160 \times \left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{160}{8} = 20\text{ g}$
   ক্ষয়প্রাপ্ত ভর = $160 - 20 = 140\text{ g}$।
   অতএব, 12 দিন পর $A$ এর 20 g অবশিষ্ট থাকবে এবং 140 g ক্ষয়প্রাপ্ত হবে।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর যে নিউক্লিয়াসের অর্ধায়ু কম তার তেজস্ক্রিয়তা বেশি। $A$ এর অর্ধায়ু (4 দিন) $B$ এর অর্ধায়ু (6 দিন) এর চেয়ে কম, তাই $A$ অধিক তেজস্ক্রিয়।
   24 দিন পর $A$ এর ক্ষেত্রে অর্ধায়ুর সংখ্যা $n_A = \frac{24}{4} = 6$
   অবশিষ্ট ভর = $160 \times \left(\frac{1}{2}\right)^6 = \frac{160}{64} = 2.5\text{ g}$
   $B$ এর ক্ষেত্রে অর্ধায়ুর সংখ্যা $n_B = \frac{24}{6} = 4$
   অবশিষ্ট ভর = $160 \times \left(\frac{1}{2}\right)^4 = \frac{160}{16} = 10\text{ g}$
   অতএব, 24 দিন পর $B$ এর 10 g এবং $A$ এর 2.5 g অবশিষ্ট থাকে, অর্থাৎ $B$ এর অবশিষ্ট ভর 4 গুণ বেশি।
   মতামত: $A$ দ্রুত বিকিরণ করে বলে শুরুতে এটি বেশি তীব্র তেজস্ক্রিয় হলেও দ্রুত নিস্তেজ হয়। $B$ এর অর্ধায়ু বেশি হওয়ায় এর তেজস্ক্রিয় পদার্থ দীর্ঘ সময় ধরে অবশিষ্ট থাকে। তাই দীর্ঘ সময় সতর্কতা ও নিরাপদ সংরক্ষণ বেশি দরকার হবে নমুনা $B$ এর ক্ষেত্রে।