তেজস্ক্রিয় পদার্থ X এর অর্ধ জীবন ও তেজস্ক্রিয় পদার্থ Y এর গড় জীবন সমান।শুরুতে উভয় তেজস্ক্রিয় পদার্থে পরমাণুর সংখ্যা একই ছিলো।X এর ক্ষয় ধ্রুবক 10-3d-1
নিচের কোনটি সঠিক?
পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্রপরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞানতেজস্ক্রিয়তা ও ক্ষয়ের সূত্র (Topic Practice)
সঠিক উত্তরঃ
C.
Y এর ক্ষয়ের হার X এর ক্ষয়ের হারের থেকে অনেক বেশি
Another Explanation (5): প্রশ্নের বিশ্লেষণ:
প্রথমত, আমরা জানি যে:
- তেজস্ক্রিয় পদার্থ X এর অর্ধ জীবন (t1/2) এবং Y এর গড় জীবন (τ) সমান।
- উভয় পদার্থের শুরুতে ???রমাণুর সংখ্যা সমান।
- X এর ক্ষয় ধ্রুবক (λX) = 10-3 ডে-1।
এখন, চলুন এই তথ্যগুলো থেকে প্রয়োজনীয় সমীকরণগুলো বিশ্লেষণ করি।
**অর্ধ জীবন ও গড় জীবন সম্পর্ক:**
- অর্ধ জীবন (t1/2) এবং ক্ষয় ধ্রুবক (λ) এর সম্পর্ক:
t1/2 = \frac{ln 2}{λ} - গড় জীবন (τ) এবং ক্ষয় ধ্রুবক (λ) এর সম্পর্ক:
τ = \frac{1}{λ}
t1/2 = τ \times \ln 2অর্থাৎ, অর্ধ জীবন এবং গড় জীবন সম্পর্কিত:
t1/2 = τ \times 0.693যেহেতু, X এর অর্ধ জীবন = Y এর গড় জীবন, তাহলে:
t1/2 (X) = τ (Y)অর্থাৎ,
τX = τY = t1/2**অর্থাৎ,**
λX = λY = \frac{\ln 2}{t1/2}
**অর্থাৎ,** উভয় পদার্থের ক্ষয় ধ্রুবক সমান।
এখন, **X এর ক্ষয় ধ্রুবক** দেওয়া হয়েছে:
λX = 10-3 ডে-1**তাহলে, Y এর ক্ষয় ধ্রুবক:**
λY = λX = 10-3 ডে-1**তাহলে, Y এর ক্ষয় হার:**
হারY = λY \times NYপ্রারম্ভিক পরমাণুর সংখ্যা:
NY(0) = N0প্রারম্ভিক সময় থেকে সময় t-এ, পরমাণুর সংখ্যা:
NY(t) = N0 e-λY t**Y এর ক্ষয়ের হার:**
\frac{dNY}{dt} = -λY NY
অর্থাৎ, ক্ষয় হার প্রতিটি সময় নির্দিষ্ট, কারণ ক্ষয় ধ্রুবক।
**X এর ক্ষয় ধ্রুবক** (λX) এর মান ছোট (10-3 ডে-1) হওয়ায়, X এর ক্ষয় ধ্রুবক Y এর থেকে অনেক কম।
তবে, প্রশ্নে উল্লেখ করা হয়েছে:
> "Y এর ক্ষয়ের হার X এর ক্ষয়ের হারের থেকে অনেক বেশি"
এটি **সঠিক নয়**, কারণ উভয় পদার্থের ক্ষয় ধ্রুবক সমান হওয়ায়, উভয়ের ক্ষয় হার একই রকম হবে, যদি তাদের পরমাণুর সংখ্যা একই থাকে।
**সারসংক্ষেপ:**
- অর্ধ জীবন ও গড় জীবন সমান হলে, ক্ষয় ধ্রুবক সমান হয়।
- যেহেতু, X এর ক্ষয় ধ্রুবক খুবই ছোট, তাই তার ক্ষয় হার Y এর থেকে কম হবে।
- অতএব, প্রশ্নের উক্তি "Y এর ক্ষয়ের হার X এর ক্ষয়ের হারের থেকে অনেক বেশি" এই বিবৃতি ভুল।
উভয় পদার্থের ক্ষয় ধ্রুবক সমান। অতএব, তাদের ক্ষয় হার একই রকম।
যেহেতু X এর ক্ষয় ধ্রুবক খুবই ছোট (10-3 ডে-1), তাই X এর ক্ষয় হার Y এর থেকে অনেক কম।
অতএব, উক্ত বিবৃতি "Y এর ক্ষয়ের হার X এর ক্ষয়ের হারের থেকে অনেক বেশি" ভুল।
```