બે અર્ધ-આયુષ્યના સમયગાળામાં રેડિયોએક્ટિવ પદાર્થનો કેટલો અંશ વિઘટિત થશે?

ન્યુટ્રોન બીમની ગતિઊર્જા $0.0837 \, eV$ છે. તેનો અર્ધઆયુ $693 \, s$ અને દળ $1.675 \times 10^{-27} \, kg$ છે. તો $40 \, m$ અંતર કાપ્યા પછી કેટલો અંશ અવિભંજીત રહે?

$t$ સમયમાં રેડિયોએક્ટિવ નમૂનાના $7/8$ ભાગનું વિભંજન થાય છે. નમૂનાના $15/16$ ભાગનું વિભંજન થવા માટે કેટલો સમય લાગશે?

જો તમામ સ્વતંત્ર રાશિઓમાં માપન ક્ષતિઓ જાણીતી હોય,તો કોઈપણ આશ્રિત રાશિમાં ક્ષતિ નક્કી કરવી શક્ય છે. આ શ્રેણી વિસ્તરણનો ઉપયોગ કરીને અને ક્ષતિના પ્રથમ ઘાત પર વિસ્તરણને કાપીને કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,સંબંધ $z = x / y$ ધ્યાનમાં લો. જો $x, y$ અને $z$ માં ક્ષતિઓ અનુક્રમે $\Delta x, \Delta y$ અને $\Delta z$ હોય,તો $z \pm \Delta z = \frac{x \pm \Delta x}{y \pm \Delta y} = \frac{x}{y} (1 \pm \frac{\Delta x}{x}) (1 \pm \frac{\Delta y}{y})^{-1}$. $(1 \pm \frac{\Delta y}{y})^{-1}$ માટે શ્રેણી વિસ્તરણ,$\Delta y / y$ માં પ્રથમ ઘાત સુધી,$1 \mp (\Delta y / y)$ છે. સ્વતંત્ર ચલોમાં સાપેક્ષ ક્ષતિઓ હંમેશા ઉમેરવામાં આવે છે. તેથી $z$ માં ક્ષતિ $\Delta z = z (\frac{\Delta x}{x} + \frac{\Delta y}{y})$ હશે. ઉપરોક્ત તારણ એવી ધારણા કરે છે કે $\Delta x / x \ll 1, \Delta y / y \ll 1$. તેથી,આ રાશિઓની ઉચ્ચ ઘાતને અવગણવામાં આવે છે.
$(1)$ ગુણોત્તર $r = \frac{(1 - a)}{(1 + a)}$ ધ્યાનમાં લો જે પરિમાણરહિત રાશિ $a$ માપીને નક્કી કરવામાં આવે છે. જો $a$ ના માપનમાં ક્ષતિ $\Delta a$ $(\Delta a / a \ll 1)$ હોય,તો ક્ષતિ $\Delta r$ શું છે?
$(2)$ એક પ્રયોગમાં,રેડિયોએક્ટિવ ન્યુક્લિયસની પ્રારંભિક સંખ્યા $3000$ છે. એવું જોવા મળ્યું છે કે પ્રથમ $1.0 \ s$ માં $1000 \pm 40$ ન્યુક્લિયસ ક્ષય પામ્યા છે. $|x| < 1$ માટે,$\ln(1 + x) = x$ એ $x$ માં પ્રથમ ઘાત સુધી છે. ક્ષય અચળાંક $\lambda$ ના નિર્ધારણમાં ક્ષતિ $\Delta \lambda$ ($s^{-1}$ માં) કેટલી છે?

રેડિયમનું અર્ધ-આયુષ્ય $1620$ વર્ષ છે અને તેનું પરમાણુ વજન $226 \ kg/kmol$ છે. તેના $1 \ g$ નમૂનામાંથી પ્રતિ સેકન્ડ ક્ષય પામતા પરમાણુઓની સંખ્યા કેટલી હશે? (એવોગેડ્રો આંક $N_A = 6.02 \times 10^{26} \ atoms/kmol$)

રેડિયોએક્ટિવ પદાર્થો $x_1$ અને $x_2$ ના ક્ષય અચળાંક અનુક્રમે $10 \lambda$ અને $\lambda$ છે. જો શરૂઆતમાં તેમની પાસે ન્યુક્લિયસની સંખ્યા સમાન હોય,તો $t$ સમય પછી $x_1$ ના ન્યુક્લિયસની સંખ્યા અને $x_2$ ના ન્યુક્લિયસની સંખ્યાનો ગુણોત્તર $1/e$ થાય,તો $t$ નું મૂલ્ય શોધો: