পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ৯ম অধ্যায়। এখানে ৬৬৬টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
৬৬৬ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ৯
পাতা ৮/৩৪
-
১৪১
λ = 0.02 s⁻¹ ও নমুনায় 10¹⁰টি নিউক্লিয়াস থাকলে সক্রিয়তা কত?
- ক 2 × 10¹⁰ Bq
- খ 5 × 10¹¹ Bq
- গ 2 × 10⁸ Bq
- ঘ 2 × 10⁶ Bq
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2 × 10⁸ Bq
A = λN = 0.02 × 10¹⁰
= 2 × 10⁸ Bq। -
১৪২
²²₁₁Na একটি β⁺ কণা নিঃসরণ করলে উৎপন্ন নিউক্লিয়াসের Z কত?
- ক 12
- খ 11
- গ 10
- ঘ 9
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 10
β⁺ নিঃসরণে Z 1 কমে (প্রোটন → নিউট্রন)
Z = 11 − 1 = 10 (নিয়ন), আর A = 22 অপরিবর্তিত। -
১৪৩
তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সূত্র কোনটি?
- ক N = N₀e−λt
- খ N = N₀eλt
- গ N = N₀(1 − λt)
- ঘ N = N₀λt
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) N = N₀e−λt
যেকোনো মুহূর্তে ক্ষয়ের হার অবশিষ্ট নিউক্লিয়াসের সমানুপাতিক, তাই ক্ষয় সূচকীয়:
N = N₀e−λt
ঋণাত্মক সূচক মানে সংখ্যা কমছে; সময়ের সাথে বক্ররেখাটি শূন্যের দিকে এগোয় কিন্তু কখনো ছোঁয় না। -
১৪৪
ক্ষয় ধ্রুবক λ কী নির্দেশ করে?
- ক মোট নিউক্লিয়াসের সংখ্যা
- খ ক্ষয়ে নিঃসৃত শক্তি
- গ নিউক্লিয়াসের ভর
- ঘ প্রতি একক সময়ে একটি নিউক্লিয়াসের ক্ষয় হওয়ার সম্ভাবনা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) প্রতি একক সময়ে একটি নিউক্লিয়াসের ক্ষয় হওয়ার সম্ভাবনা
λ হলো প্রতি একক সময়ে একটি নিউক্লিয়াসের ক্ষয় হওয়ার সম্ভাবনা।
এর মান যত বেশি, ক্ষয় তত দ্রুত ও অর্ধায়ু তত কম। একক s⁻¹ (বা যেকোনো সময়ের বিপরীত একক)। -
১৪৫
অর্ধায়ু (half-life) কাকে বলে?
- ক যে সময়ে সব নিউক্লিয়াস ক্ষয় হয়
- খ একটি নিউক্লিয়াসের গড় আয়ু
- গ যে সময়ে নমুনার অর্ধেক নিউক্লিয়াস ক্ষয়প্রাপ্ত হয়
- ঘ যে সময়ে সক্রিয়তা দ্বিগুণ হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) যে সময়ে নমুনার অর্ধেক নিউক্লিয়াস ক্ষয়প্রাপ্ত হয়
অর্ধায়ু T½ = যে সময়ে নমুনার ঠিক অর্ধেক নিউক্লিয়াস ক্ষয় হয়ে যায়।
প্রতিটি অর্ধায়ু শেষে যা থাকে, তার আবার অর্ধেক ক্ষয় হয় — তাই ক্ষয় কখনো সম্পূর্ণ হয় না। -
১৪৬
অর্ধায়ু ও ক্ষয় ধ্রুবকের সম্পর্ক কোনটি?
- ক T½ = 0.693λ
- খ T½ = 0.693 × λ
- গ T½ = λ0.693
- ঘ T½ = 1λ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) T½ = 0.693λ
N = N₀2 বসিয়ে সমাধান করলে
T½ = ln 2λ = 0.693λ
অর্থাৎ λ বেশি হলে অর্ধায়ু কম। -
১৪৭
গড় আয়ু (mean life) ও ক্ষয় ধ্রুবকের সম্পর্ক কোনটি?
- ক τ = 1λ
- খ τ = λ
- গ τ = 0.693λ
- ঘ τ = 0.693 × λ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) τ = 1λ
গড় আয়ু τ = 1λ
অর্ধায়ুর সাথে সম্পর্ক: T½ = 0.693τ, অর্থাৎ τ = 1.44 T½ — গড় আয়ু সবসময় অর্ধায়ুর চেয়ে বড়। -
১৪৮
n সংখ্যক অর্ধায়ু পরে অবশিষ্ট নিউক্লিয়াসের ভগ্নাংশ কত?
- ক (12)n
- খ 12n
- গ n2
- ঘ 1 − n2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) (12)n
প্রতিটি অর্ধায়ুতে সংখ্যা অর্ধেক হয়, তাই n বার পরে অবশিষ্ট (12)n অংশ।
যেমন 3 অর্ধায়ু পরে 18 বা 12.5%, 4 অর্ধায়ু পরে 116 বা 6.25%। -
১৪৯
একটি নমুনার পরিমাণ দ্বিগুণ করলে অর্ধায়ুর কী হয়?
- ক দ্বিগুণ হয়
- খ অপরিবর্তিত থাকে
- গ অর্ধেক হয়
- ঘ চারগুণ হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অপরিবর্তিত থাকে
অর্ধায়ু নিউক্লিয়াসের নিজস্ব ধর্ম, নমুনার পরিমাণের ওপর নির্ভর করে না।
পরিমাণ দ্বিগুণ করলে সক্রিয়তা দ্বিগুণ হবে, কিন্তু অর্ধায়ু একই থাকবে। -
১৫০
সময়ের সাথে তেজস্ক্রিয় নমুনার সক্রিয়তা কীভাবে বদলায়?
- ক ধ্রুব থাকে
- খ নিউক্লিয়াস সংখ্যার মতোই একই সূচকীয় হারে কমে
- গ রৈখিকভাবে কমে
- ঘ বেড়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) নিউক্লিয়াস সংখ্যার মতোই একই সূচকীয় হারে কমে
A = λN, আর N সূচকীয় হারে কমে — তাই A = A₀e−λt।
অর্থাৎ সক্রিয়তারও একই অর্ধায়ু: প্রতি T½ সময়ে সক্রিয়তা অর্ধেক হয়ে যায়। -
১৫১
তেজস্ক্রিয় নমুনা কি কখনো সম্পূর্ণ ক্ষয় হয়ে শেষ হয়?
- ক হ্যাঁ, দুই অর্ধায়ুতে
- খ হ্যাঁ, গড় আয়ুতে
- গ তত্ত্বগতভাবে নয়, প্রতিবার অর্ধেকই ক্ষয় হয়
- ঘ হ্যাঁ, এক অর্ধায়ুতে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) তত্ত্বগতভাবে নয়, প্রতিবার অর্ধেকই ক্ষয় হয়
সূচকীয় বক্ররেখা শূন্যের দিকে এগোয় কিন্তু কখনো ছোঁয় না — প্রতিবার যা থাকে তার অর্ধেকই ক্ষয় হয়।
বাস্তবে অবশ্য নিউক্লিয়াস সংখ্যা সসীম, তাই বহু অর্ধায়ু পরে নমুনা কার্যত নিঃশেষ হয়ে যায়। -
১৫২
বিভিন্ন তেজস্ক্রিয় মৌলের অর্ধায়ু কেমন হয়?
- ক সবগুলোরই প্রায় সমান
- খ সবসময় কয়েক দিন
- গ সেকেন্ডের ভগ্নাংশ থেকে কোটি বছর পর্যন্ত
- ঘ সবসময় কয়েক বছর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সেকেন্ডের ভগ্নাংশ থেকে কোটি বছর পর্যন্ত
অর্ধায়ুর পাল্লা বিশাল — পোলোনিয়াম-২১৪ এর অর্ধায়ু সেকেন্ডের ক্ষুদ্র ভগ্নাংশ, আর ²³⁸U এর প্রায় ৪৫০ কোটি বছর।
এজন্যই ইউরেনিয়াম পৃথিবীর জন্মলগ্ন থেকে এখনো টিকে আছে। -
১৫৩
কার্বন ডেটিং কোন নীতিতে কাজ করে?
- ক জীবের ভর পরিমাপ করে
- খ হাড়ের রং দেখে
- গ জীবিত অবস্থায় ¹⁴C-এর অনুপাত স্থির থাকে, মৃত্যুর পর তা ক্ষয়ে কমতে থাকে
- ঘ মাটির স্তর গুনে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) জীবিত অবস্থায় ¹⁴C-এর অনুপাত স্থির থাকে, মৃত্যুর পর তা ক্ষয়ে কমতে থাকে
বায়ুমণ্ডলে ¹⁴C ক্রমাগত তৈরি হয়, তাই জীবিত অবস্থায় দেহে ¹⁴C : ¹²C অনুপাত স্থির থাকে।
মৃত্যুর পর গ্রহণ বন্ধ হয়ে যায় এবং ¹⁴C ক্ষয় হতে থাকে (অর্ধায়ু ৫৭৩০ বছর)। অবশিষ্ট অনুপাত মেপেই বয়স নির্ণয় করা হয়। -
১৫৪
কার্বন ডেটিং প্রায় কত বছর পর্যন্ত কার্যকর?
- ক প্রায় ৫০ হাজার বছর
- খ প্রায় ১০ লাখ বছর
- গ প্রায় ১০০ বছর
- ঘ প্রায় ১০০ কোটি বছর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) প্রায় ৫০ হাজার বছর
¹⁴C-এর অর্ধায়ু ৫৭৩০ বছর। প্রায় ১০ অর্ধায়ু (≈ ৫৭ হাজার বছর) পরে অবশিষ্ট ¹⁴C এত কম হয়ে যায় যে নির্ভরযোগ্যভাবে মাপা যায় না।
তাই সীমা প্রায় ৫০ হাজার বছর। আরও পুরনো নমুনার জন্য ইউরেনিয়াম-সীসা ডেটিং ব্যবহৃত হয়। -
১৫৫
নিউক্লিয় বিভাজন (fission) কী?
- ক ভারী নিউক্লিয়াস ভেঙে দুইটি প্রায় সমান খণ্ডে পরিণত হওয়া
- খ দুইটি হালকা নিউক্লিয়াস জোড়া লাগা
- গ নিউক্লিয়াস থেকে α-কণা নিঃসরণ
- ঘ ইলেকট্রন নিঃসরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ভারী নিউক্লিয়াস ভেঙে দুইটি প্রায় সমান খণ্ডে পরিণত হওয়া
ভারী নিউক্লিয়াস (যেমন ²³⁵U) নিউট্রন শোষণ করে দুইটি প্রায় সমান খণ্ডে ভেঙে যায়।
সাথে কয়েকটি নিউট্রন ও বিপুল শক্তি বেরিয়ে আসে। এটি α-ক্ষয়ের মতো সামান্য টুকরো ছাড়া নয়, প্রায় মাঝ বরাবর ভাঙা। -
১৫৬
²³⁵U-এর একটি বিভাজনে প্রায় কত শক্তি মুক্ত হয়?
- ক 200 MeV
- খ 2 MeV
- গ 20 keV
- ঘ 200 eV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 200 MeV
একটি ²³⁵U বিভাজনে প্রায় 200 MeV শক্তি মুক্ত হয়।
তুলনায় একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ায় মেলে কয়েক eV — অর্থাৎ প্রায় কোটি গুণ কম। এজন্যই সামান্য ইউরেনিয়াম থেকে বিপুল শক্তি পাওয়া যায়। -
১৫৭
²³⁵U-এর বিভাজনে গড়ে কতটি নিউট্রন নির্গত হয়?
- ক ঠিক ১টি
- খ গড়ে প্রায় ২.৫টি
- গ কোনো নিউট্রনই নয়
- ঘ গড়ে ১০টি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) গড়ে প্রায় ২.৫টি
প্রতিটি বিভাজনে গড়ে প্রায় ২.৫টি নিউট্রন বেরোয়।
একটি নিউট্রন ঢুকে একাধিক বেরোয় বলেই শৃঙ্খল বিক্রিয়া সম্ভব হয় — এটিই চুল্লি ও বোমা দুইটিরই ভিত্তি। -
১৫৮
শৃঙ্খল বিক্রিয়া (chain reaction) কী?
- ক একের পর এক রাসায়নিক বিক্রিয়া
- খ নিউক্লিয়াসের ক্রমাগত ক্ষয়
- গ এক বিভাজনে সৃষ্ট নিউট্রন আরও বিভাজন ঘটিয়ে ধারাবাহিকতা বজায় রাখা
- ঘ একাধিক মৌলের সংযোজন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) এক বিভাজনে সৃষ্ট নিউট্রন আরও বিভাজন ঘটিয়ে ধারাবাহিকতা বজায় রাখা
প্রতিটি বিভাজনে সৃষ্ট নিউট্রনগুলো আবার নতুন নিউক্লিয়াসে বিভাজন ঘটায় — এভাবে প্রক্রিয়াটি নিজে নিজেই চলতে থাকে।
প্রতি ধাপে ঠিক ১টি নিউট্রন কার্যকর থাকলে বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রিত, একের বেশি থাকলে অনিয়ন্ত্রিতভাবে বেড়ে যায়। -
১৫৯
সংকট ভর (critical mass) কী?
- ক যে ভরে নিউক্লিয়াস ভাঙে
- খ নিউক্লিয়াসের সর্বোচ্চ ভর
- গ বিভাজনে হারানো ভর
- ঘ যে ন্যূনতম ভরে শৃঙ্খল বিক্রিয়া নিজে নিজে চলতে পারে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) যে ন্যূনতম ভরে শৃঙ্খল বিক্রিয়া নিজে নিজে চলতে পারে
নমুনা ছোট হলে বেশিরভাগ নিউট্রন পৃষ্ঠ দিয়ে বেরিয়ে যায়, শৃঙ্খল থেমে যায়।
যে ন্যূনতম ভরে যথেষ্ট নিউট্রন ভেতরেই থেকে শৃঙ্খল টিকিয়ে রাখে, তা-ই সংকট ভর। -
১৬০
পারমাণবিক চুল্লি ও পারমাণবিক বোমার মূল পার্থক্য কী?
- ক চুল্লিতে সংযোজন, বোমায় বিভাজন
- খ চুল্লিতে ইউরেনিয়াম লাগে না
- গ বোমায় কোনো শৃঙ্খল বিক্রিয়া নেই
- ঘ চুল্লিতে শৃঙ্খল বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রিত, বোমায় অনিয়ন্ত্রিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) চুল্লিতে শৃঙ্খল বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রিত, বোমায় অনিয়ন্ত্রিত
দুইটিতেই বিভাজন ঘটে, পার্থক্য নিয়ন্ত্রণে।
চুল্লিতে নিয়ন্ত্রক দণ্ড দিয়ে প্রতি ধাপে কার্যকর নিউট্রন ঠিক ১-এ রাখা হয়, তাই শক্তি ধীরে ও সমানভাবে বেরোয়। বোমায় তা অনিয়ন্ত্রিতভাবে বাড়তে দেওয়া হয়।
পরমাণুর মডেল ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।