পদার্থ বিজ্ঞান • তেজস্ক্রিয়তা ও ইলেকট্রনিকস

পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

নবম শ্রেণির ছাত্রী রিনা স্কুলের বিজ্ঞানাগারে শিক্ষকের তত্ত্বাবধানে রেডিয়াম-226 (Ra226Ra_{226}) এর একটি সিল করা নমুনা পর্যবেক্ষণ করছিল। রেডিয়ামের পারমাণবিক সংখ্যা 88। নমুনা থেকে নির্গত রশ্মি একটি গণক যন্ত্রে ধরা পড়ল এবং যন্ত্রের পাঠ ছিল প্রতি সেকেন্ডে 500। নমুনা ও যন্ত্রের মাঝখানে এক পাতা সাদা কাগজ রাখামাত্র পাঠ প্রায় শূন্যে নেমে এল। শিক্ষক জানালেন, নমুনাটি পরপর দুইবার একই ধরনের কণা বিকিরণ করে ভিন্ন মৌলে পরিণত হতে পারে।

  1. ক)

    আলফা কণা কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    আলফা কণা বাতাসের অণু-পরমাণুকে তীব্রভাবে আয়নিত করলেও বেশি দূর যেতে পারে না কেন? ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    রেডিয়াম নমুনাটি পরপর দুটি আলফা কণা বিকিরণ করলে সর্বশেষ উৎপন্ন নিউক্লিয়াসের পারমাণবিক সংখ্যা, নিউক্লিয়ন সংখ্যা ও নিউট্রন সংখ্যা নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    এক পাতা কাগজে গণক যন্ত্রের পাঠ প্রায় শূন্য হওয়ার কারণ বিশ্লেষণ কর। রেডিয়াম নমুনাটি ভুলবশত শরীরের ভেতরে প্রবেশ করলে তা বাইরে রাখার চেয়ে বেশি ক্ষতিকর হবে কি না, যুক্তিসহ মতামত দাও।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস থেকে নির্গত দুটি প্রোটন ও দুটি নিউট্রনবিশিষ্ট হিলিয়াম নিউক্লিয়াসকে আলফা কণা বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর আলফা কণা হিলিয়ামের নিউক্লিয়াস, তাই এটি ভারী এবং ধনাত্মক চার্জযুক্ত। এর শক্তি কয়েক MeV হওয়ায় চলার পথে বাতাসের অণু-পরমাণুর সাথে সংঘর্ষ করে সেগুলোকে তীব্রভাবে আয়নিত করে। প্রতিটি আয়নায়নে কণাটির শক্তি ক্ষয় হয়। ফলে বাতাসে প্রায় 6 cm যেতে না যেতেই এর পুরো শক্তি শেষ হয়ে যায় এবং এটি থেমে যায়। এজন্য আলফা কণার আয়নায়ন ক্ষমতা বেশি হলেও ভেদনক্ষমতা কম।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর একটি আলফা কণা বের হলে নিউক্লিয়াসের পারমাণবিক সংখ্যা 2 এবং নিউক্লিয়ন সংখ্যা 4 কমে যায়।
    প্রথমবার: পারমাণবিক সংখ্যা = 88−2=8688 - 2 = 86, নিউক্লিয়ন সংখ্যা = 226−4=222226 - 4 = 222 (রেডন-222)।
    দ্বিতীয়বার: পারমাণবিক সংখ্যা = 86−2=8486 - 2 = 84, নিউক্লিয়ন সংখ্যা = 222−4=218222 - 4 = 218।
    নিউট্রন সংখ্যা = নিউক্লিয়ন সংখ্যা −- পারমাণবিক সংখ্যা = 218−84=134218 - 84 = 134।
    অতএব, সর্বশেষ নিউক্লিয়াসের পারমাণবিক সংখ্যা 84, নিউক্লিয়ন সংখ্যা 218 এবং নিউট্রন সংখ্যা 134।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর কাগজে পাঠ শূন্য হওয়ার কারণ: উদ্দীপকের রেডিয়াম নমুনা থেকে নির্গত কণা আলফা কণা। আলফা কণা ভারী ও দুই একক ধনাত্মক চার্জযুক্ত হওয়ায় পদার্থের অণু-পরমাণুকে খুব তীব্রভাবে আয়নিত করে। এতে কণাটির সব শক্তি দ্রুত ক্ষয় হয়ে যায়, তাই এর ভেদনক্ষমতা খুবই কম। এ কারণে একটি কাগজের পাতাই আলফা কণাকে থামিয়ে দেয় এবং কাগজ রাখামাত্র গণক যন্ত্রে কোনো কণা পৌঁছায় না, পাঠ প্রায় শূন্য হয়ে যায়।
    মতামত: নমুনা শরীরের বাইরে থাকলে ত্বকের বাইরের স্তর বা কাপড়ই আলফা কণাকে আটকে দিতে পারে, তাই বাইরে থাকলে ক্ষতি তুলনামূলক কম। কিন্তু নমুনা শরীরের ভেতরে প্রবেশ করলে আলফা কণা সরাসরি কোষের সংস্পর্শে আসে এবং কোষের অণু-পরমাণুকে তীব্রভাবে আয়নিত করে কোষের ক্ষতি করে। তখন কোনো আড়াল থাকে না। দীর্ঘদিন তেজস্ক্রিয় মৌল নিয়ে কাজ করার কারণে মেরি কুরি লিউকেমিয়ায় মারা যান; উচ্চমাত্রার তেজস্ক্রিয়তা রোগ প্রতিরোধক্ষমতাও কমায়।
    সুতরাং, নমুনা শরীরের ভেতরে প্রবেশ করলে তা বাইরে রাখার চেয়ে অনেক বেশি ক্ষতিকর হবে।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও