न्यूट्रॉन का मंदन: एक परमाणु रिएक्टर में,उच्च गति वाले न्यूट्रॉन (आमतौर पर $10^{7} \; m s^{-1}$) को $10^{3} \; m s^{-1}$ तक धीमा करना आवश्यक है ताकि वह $^{235}_{92}U$ समस्थानिक के साथ परस्पर क्रिया कर सके और उसका विखंडन कर सके। दर्शाइए कि एक न्यूट्रॉन ड्यूटेरियम या कार्बन जैसे हल्के नाभिक के साथ प्रत्यास्थ टक्कर में अपनी अधिकांश गतिज ऊर्जा खो सकता है,जिसका द्रव्यमान न्यूट्रॉन के द्रव्यमान का केवल कुछ गुना होता है। हल्के नाभिक बनाने वाले पदार्थ को,आमतौर पर भारी पानी $(D_{2}O)$ या ग्रेफाइट,मॉडरेटर कहा जाता है।

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(N/A) न्यूट्रॉन की प्रारंभिक गतिज ऊर्जा $K_{1i} = \frac{1}{2} m_{1} v_{1i}^{2}$ है।
प्रत्यास्थ टक्कर के बाद न्यूट्रॉन की अंतिम गतिज ऊर्जा $K_{1f} = \frac{1}{2} m_{1} v_{1f}^{2} = \frac{1}{2} m_{1} \left( \frac{m_{1} - m_{2}}{m_{1} + m_{2}} \right)^{2} v_{1i}^{2}$ है।
शेष गतिज ऊर्जा का अंश $f_{1} = \frac{K_{1f}}{K_{1i}} = \left( \frac{m_{1} - m_{2}}{m_{1} + m_{2}} \right)^{2}$ है।
मॉडरेटिंग नाभिक द्वारा प्राप्त गतिज ऊर्जा का अंश $f_{2} = 1 - f_{1} = \frac{4 m_{1} m_{2}}{(m_{1} + m_{2})^{2}}$ है।
ड्यूटेरियम के लिए,$m_{2} = 2m_{1}$। इसे प्रतिस्थापित करने पर,हमें $f_{1} = \left( \frac{m_{1} - 2m_{1}}{m_{1} + 2m_{1}} \right)^{2} = \left( \frac{-m_{1}}{3m_{1}} \right)^{2} = \frac{1}{9} \approx 11.1\%$ प्राप्त होता है। अतः,$f_{2} = 1 - \frac{1}{9} = \frac{8}{9} \approx 88.9\%$। न्यूट्रॉन की लगभग $89\%$ ऊर्जा ड्यूटेरियम में स्थानांतरित हो जाती है।
कार्बन के लिए,$m_{2} \approx 12m_{1}$। इसे प्रतिस्थापित करने पर,$f_{1} = \left( \frac{m_{1} - 12m_{1}}{m_{1} + 12m_{1}} \right)^{2} = \left( \frac{-11}{13} \right)^{2} = \frac{121}{169} \approx 71.6\%$ प्राप्त होता है। अतः,$f_{2} = 1 - 0.716 = 0.284 = 28.4\%$। व्यवहार में,ये मान हेड-ऑन टक्करों में होने वाले अधिकतम ऊर्जा स्थानांतरण का प्रतिनिधित्व करते हैं।

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$_{92}^{235}U$ का विखंडन एक नाभिक द्वारा धीमे न्यूट्रॉन के अवशोषण से शुरू किया जा सकता है। इसी तरह,एक धीमे प्रोटॉन का भी उपयोग किया जा सकता है। यह कथन है

नाभिकीय विखंडन (Nuclear fission) अभिक्रिया में:

सूर्य के केंद्र में $2 \ kg$ हाइड्रोजन के संलयन (fusion) में मुक्त ऊर्जा $E_{H}$ है और $2 \ kg$ ${ }^{235} U$ के विखंडन (fission) में मुक्त ऊर्जा $E_U$ है। अनुपात $\frac{E_H}{E_U}$ लगभग कितना है?
(संलयन अभिक्रिया को $4{ }_1^1 H + 2 e^{-} \rightarrow { }_2^4 He + 2 \nu + 6 \gamma + 26.7 \ MeV$ के रूप में लें,${ }^{235} U$ की विखंडन अभिक्रिया में मुक्त ऊर्जा $200 \ MeV$ प्रति विखंडन नाभिक है और $N_{A} = 6.023 \times 10^{23}$ है।)

दिया गया है कि ${ }_{3}^{7} Li$ का द्रव्यमान $= 7.0160 \, u$,${ }_{2}^{4} He$ का द्रव्यमान $= 4.0026 \, u$ और ${ }_{1}^{1} H$ का द्रव्यमान $= 1.0079 \, u$ है। जब $20 \, g$ ${ }_{3}^{7} Li$ को प्रोटॉन कैप्चर द्वारा ${ }_{2}^{4} He$ में परिवर्तित किया जाता है,तो मुक्त ऊर्जा ($kWh$ में) है: [$1 \, u = 931.5 \, MeV/c^2$ और $1 \, kWh = 3.6 \times 10^6 \, J$ लें]

${}_3^7Li$ और ${}_2^4He$ नाभिकों की प्रति न्यूक्लियॉन बंधन ऊर्जा क्रमशः $5.60 \, MeV$ और $7.06 \, MeV$ है। नाभिकीय अभिक्रिया ${}_3^7Li + {}_1^1H \to 2 \, {}_2^4He + Q$ में, मुक्त हुई ऊर्जा $Q$ का मान ............ $MeV$ है।

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