वैज्ञानिक परमाणु संलयन रिएक्टर विकसित करने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं। भारी हाइड्रोजन के नाभिक,${ }_1^2 H$,जिसे ड्यूटेरॉन के रूप में जाना जाता है और $D$ द्वारा दर्शाया जाता है,को संलयन रिएक्टर के लिए एक उम्मीदवार के रूप में माना जा सकता है। $D-D$ प्रतिक्रिया ${ }_1^2 H+{ }_1^2 H \rightarrow{ }_2^3 He+n+$ ऊर्जा है। एक संलयन रिएक्टर के कोर में,भारी हाइड्रोजन की गैस पूरी तरह से ड्यूटेरॉन नाभिक और इलेक्ट्रॉनों में आयनित हो जाती है। ${ }_1^2 H$ नाभिक और इलेक्ट्रॉनों के इस संग्रह को प्लाज्मा के रूप में जाना जाता है। नाभिक रिएक्टर कोर में बेतरतीब ढंग से चलते हैं और कभी-कभी परमाणु संलयन होने के लिए पर्याप्त करीब आ जाते हैं। आमतौर पर,रिएक्टर कोर में तापमान बहुत अधिक होता है और प्लाज्मा को सीमित करने के लिए किसी भौतिक दीवार का उपयोग नहीं किया जा सकता है। विशेष तकनीकों का उपयोग किया जाता है जो कणों के कोर से दूर उड़ने से पहले प्लाज्मा को $t_0$ समय के लिए सीमित रखती हैं। यदि $n$ ड्यूटेरॉन का घनत्व (संख्या/आयतन) है,तो उत्पाद $n t_0$ को लॉसन संख्या कहा जाता है। एक मानदंड में,एक रिएक्टर को सफल माना जाता है यदि लॉसन संख्या $5 \times 10^{14} \, s/cm^3$ से अधिक हो।
निम्नलिखित का उपयोग करना सहायक हो सकता है: बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक $k=8.6 \times 10^{-5} \, eV/K$; $\frac{e^2}{4 \pi \varepsilon_0}=1.44 \times 10^9 \, eV \cdot m$.
$1.$ परमाणु संलयन रिएक्टर के कोर में,गैस प्लाज्मा बन जाती है क्योंकि
$(A)$ ड्यूटेरॉन के बीच कार्य करने वाला मजबूत परमाणु बल
$(B)$ ड्यूटेरॉन के बीच कार्य करने वाला कूलम्ब बल
$(C)$ ड्यूटेरॉन-इलेक्ट्रॉन जोड़े के बीच कार्य करने वाला कूलम्ब बल
$(D)$ रिएक्टर कोर के अंदर बनाए रखा गया उच्च तापमान
$2.$ मान लें कि तापमान $T$ पर एक संलयन रिएक्टर के कोर में दो ड्यूटेरॉन नाभिक एक-दूसरे की ओर बढ़ रहे हैं,प्रत्येक की गतिज ऊर्जा $1.5 kT$ है,जब उनके बीच की दूरी कूलम्ब स्थितिज ऊर्जा की उपेक्षा करने के लिए पर्याप्त बड़ी है। कोर में अन्य कणों से किसी भी परस्पर क्रिया की उपेक्षा करें। $4 \times 10^{-15} \, m$ की दूरी तक पहुँचने के लिए आवश्यक न्यूनतम तापमान $T$ इस सीमा में है
$(A)$ $1.0 \times 10^9 \, K$ $(B)$ $2.0 \times 10^9 \, K$ $(C)$ $3.0 \times 10^9 \, K$ $(D)$ $4.0 \times 10^9 \, K$
$3.$ $D-D$ प्रतिक्रिया का उपयोग करके संलयन रिएक्टर के चार अलग-अलग डिजाइनों के लिए गणना के परिणाम नीचे दिए गए हैं। लॉसन मानदंड के आधार पर इनमें से कौन सा सबसे आशाजनक है?
$(A)$ ड्यूटेरॉन घनत्व $=2.0 \times 10^{12} \, cm^{-3}$,कारावास समय $=5.0 \times 10^{-3} \, s$
$(B)$ ड्यूटेरॉन घनत्व $=8.0 \times 10^{14} \, cm^{-3}$,कारावास समय $=9.0 \times 10^{-1} \, s$
$(C)$ ड्यूटेरॉन घनत्व $=4.0 \times 10^{23} \, cm^{-3}$,कारावास समय $=1.0 \times 10^{-11} \, s$
$(D)$ ड्यूटेरॉन घनत्व $=1.0 \times 10^{24} \, cm^{-3}$,कारावास समय $=4.0 \times 10^{-12} \, s$
प्रश्न $1, 2,$ और $3$ का उत्तर दें।

• A
  $(A, A, B)$
• B
  $(D, C, B)$
• C
  $(D, A, B)$
• D
  $(C, A, C)$