Artificial transmutation Questions in Gujarati

(A) કેન્દ્રીય પ્રક્રિયામાં,સમીકરણની બંને બાજુએ દળ ક્રમાંક $(A)$ અને પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ નું સંરક્ષણ થવું જોઈએ.
$_7N^{14} + _2He^4 \to _ZX^A + _1H^1$ પ્રક્રિયા માટે:
ડાબી બાજુએ દળ ક્રમાંકનો સરવાળો: $14 + 4 = 18$.
જમણી બાજુએ દળ ક્રમાંકનો સરવાળો: $A + 1 = 18$,તેથી $A = 17$.
ડાબી બાજુએ પરમાણુ ક્રમાંકનો સરવાળો: $7 + 2 = 9$.
જમણી બાજુએ પરમાણુ ક્રમાંકનો સરવાળો: $Z + 1 = 9$,તેથી $Z = 8$.
આમ,નીપજ ન્યુક્લિયસ $_8O^{17}$ છે.

(B) ખૂટતો કણ શોધવા માટે,આપણે સમીકરણની બંને બાજુએ દળ ક્રમાંક અને પરમાણુ ક્રમાંકને સંતુલિત કરીએ છીએ.
ધારો કે ખૂટતો કણ $_Z^A X$ છે.
સમીકરણ $_3Li^6 + _Z^A X \to _2He^4 + _1H^3$ છે.
દળ ક્રમાંકનો સરવાળો: $6 + A = 4 + 3 \implies 6 + A = 7 \implies A = 1$.
પરમાણુ ક્રમાંકનો સરવાળો: $3 + Z = 2 + 1 \implies 3 + Z = 3 \implies Z = 0$.
$1$ દળ ક્રમાંક અને $0$ પરમાણુ ક્રમાંક ધરાવતો કણ ન્યુટ્રોન છે,જેને $_0n^1$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,ખૂટતો કણ ન્યુટ્રોન છે.

(C) ઉપલા વાતાવરણમાં કાર્બન-$14$ નું ઉત્પાદન ત્યારે થાય છે જ્યારે કોસ્મિક કિરણોના ન્યુટ્રોન નાઈટ્રોજન-$14$ ન્યુક્લિયસ સાથે અથડાય છે.
ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $_7N^{14} + _0n^1 \to _6C^{14} + _1H^1$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) પરમાણુ પ્રતિક્રિયા આ મુજબ છે: $_{Z}X^{A} + _{1}H^{2} \to _{18}Ar^{38} + _{0}n^{1}$.
પરમાણુ ક્રમાંકનું સંરક્ષણ લાગુ કરતા: $Z + 1 = 18 \implies Z = 17$.
દળ ક્રમાંકનું સંરક્ષણ લાગુ કરતા: $A + 2 = 38 + 1 = 39 \implies A = 37$.
આમ,લક્ષ્ય ન્યુક્લાઇડ $_{17}Cl^{37}$ છે.

(B) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયામાં,સમીકરણની બંને બાજુએ પરમાણુ ક્રમાંકનો સરવાળો અને દળ ક્રમાંકનો સરવાળો સમાન રહેવો જોઈએ.
ધારો કે નીપજ ન્યુક્લિયસ $_{Z}X^{A}$ છે.
પરમાણુ ક્રમાંક માટે: $12 + 2 = 0 + Z \implies Z = 14$.
દળ ક્રમાંક માટે: $24 + 4 = 1 + A \implies 28 = 1 + A \implies A = 27$.
આમ,નીપજ ન્યુક્લિયસ $_{14}Si^{27}$ છે.

(B) સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.
ઉપલા વાતાવરણમાં,કોસ્મિક કિરણો ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે જે નાઇટ્રોજન-$14$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કાર્બન-$14$ બનાવે છે.
પરમાણુ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$_7N^{14} + _0n^1 \to _6C^{14} + _1H^1$
આમ,સામેલ મૂળભૂત કણ ન્યુટ્રોન છે.

(A) આપેલ પરમાણુ પ્રક્રિયા માટે: $_{92}U^{238} \to _{82}Pb^{206} + x\,_{2}He^{4} + y\,_{-1}\beta^{0}$
$1$. દળ ક્રમાંકનું સંતુલન: $238 = 206 + 4x + 0y \implies 4x = 32 \implies x = 8$.
$2$. પરમાણુ ક્રમાંકનું સંતુલન: $92 = 82 + 2x - y \implies 92 = 82 + 2(8) - y \implies 92 = 82 + 16 - y \implies 92 = 98 - y \implies y = 6$.
તેથી,$x = 8$ અને $y = 6$ મળે છે.

(D) $(n, p)$ ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયામાં,ન્યુટ્રોન લક્ષ્ય ન્યુક્લિયસ દ્વારા ગ્રહણ કરવામાં આવે છે અને પ્રોટોન ઉત્સર્જિત થાય છે.
આને $Target(n, p)Product$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
વિકલ્પ $D$ માં,પ્રક્રિયા $_{21}Sc^{45} + _{0}n^{1} \rightarrow _{20}Ca^{45} + _{1}H^{1}$ છે.
અહીં,એક ન્યુટ્રોન $(_{0}n^{1})$ શોષાય છે અને એક પ્રોટોન ($_{1}H^{1}$ અથવા $p$) મુક્ત થાય છે,જે $(n, p)$ પ્રકારના રૂપાંતરણને અનુરૂપ છે.

(B) પરમાણુ પ્રક્રિયામાં,સમીકરણની બંને બાજુએ કુલ પરમાણુ ક્રમાંક અને કુલ દળ ક્રમાંકનું સંરક્ષણ થવું જોઈએ.
ધારો કે $Be$ નો દળ ક્રમાંક $A$ છે.
પ્રક્રિયા $_4Be^A + _2He^4 \to _6C^{12} + _0n^1$ છે.
બંને બાજુ દળ ક્રમાંકને સરખાવતા:
$A + 4 = 12 + 1$
$A + 4 = 13$
$A = 13 - 4 = 9$.
તેથી,$Be$ પરમાણુનો દળ ક્રમાંક $9$ છે.

(A) $(n, p)$ પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા છે જેમાં ન્યુટ્રોન ન્યુક્લિયસ દ્વારા ગ્રહણ થાય છે અને પ્રોટોન ઉત્સર્જિત થાય છે.
પ્રક્રિયા $_{13}Al^{27} + _{0}n^{1} \xrightarrow{\quad} _{12}Mg^{27} + _{1}H^{1}$ માં,એલ્યુમિનિયમ-$27$ ન્યુક્લિયસ ન્યુટ્રોન ગ્રહણ કરે છે અને મેગ્નેશિયમ-$27$ બનાવવા માટે પ્રોટોન ઉત્સર્જિત કરે છે.
આને $_{13}Al^{27}(n, p)_{12}Mg^{27}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(B) આપેલ ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા શ્રેણી: $_{92}X^{238}$ $\xrightarrow{-\alpha} Y$ $\xrightarrow{-\beta} Z$ $\xrightarrow{-\beta} L$ $\xrightarrow{-n\alpha} _{84}M^{218}$.
$1$. $\alpha$-ક્ષય દળ ક્રમાંકમાં $4$ નો ઘટાડો અને પરમાણુ ક્રમાંકમાં $2$ નો ઘટાડો કરે છે.
$2$. $\beta$-ક્ષય દળ ક્રમાંકમાં કોઈ ફેરફાર કરતું નથી પરંતુ પરમાણુ ક્રમાંકમાં $1$ નો વધારો કરે છે.
દળ ક્રમાંકમાં કુલ ફેરફાર $\Delta A = 238 - 218 = 20$ છે.
$\beta$-ક્ષય દળ ક્રમાંક બદલતું ન હોવાથી,દળ ક્રમાંકમાં થતો તમામ ફેરફાર $\alpha$-ક્ષયને કારણે છે.
દરેક $\alpha$-કણ $4$ જેટલો દળ ક્રમાંક ધરાવે છે.
ઉત્સર્જિત કુલ $\alpha$-કણો = $1$ (પ્રથમ પગલું) + $n$ (છેલ્લું પગલું) = $1 + n$.
તેથી,$(1 + n) \times 4 = 20$.
$1 + n = 5$.
$n = 4$.

(B) $X$ ને ઓળખવા માટે,આપણે દળ ક્રમાંક અને પરમાણુ ક્રમાંકના સંરક્ષણના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
ધારો કે $X$ એ $_{Z}A^{M}$ છે.
દળ ક્રમાંક માટે: $32 + M = 30 + 4 \implies 32 + M = 34 \implies M = 2$.
પરમાણુ ક્રમાંક માટે: $16 + Z = 15 + 2 \implies 16 + Z = 17 \implies Z = 1$.
આમ,$X$ એ $_{1}X^{2}$ છે,જે ડ્યુટેરોન $_{1}D^{2}$ (અથવા $_{1}H^{2}$) ને અનુરૂપ છે.

(B) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયામાં,સમીકરણની બંને બાજુએ દળ ક્રમાંક $(A)$ અને પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ સમાન હોવા જોઈએ.
વિકલ્પ $(B)$ માટે: $_{11}Na^{23} + _{1}H^{1} \to _{10}Ne^{20} + _{2}He^{4}$.
$Z$ નો સરવાળો: $11 + 1 = 12$ (ડાબી બાજુ) અને $10 + 2 = 12$ (જમણી બાજુ).
$A$ નો સરવાળો: $23 + 1 = 24$ (ડાબી બાજુ) અને $20 + 4 = 24$ (જમણી બાજુ).
બંને સમાન હોવાથી,આ પ્રક્રિયા સાચી છે.

(A) ન્યુક્લિયર સમીકરણને સંતુલિત કરવા માટે,આપણે બંને બાજુએ દળ ક્રમાંક અને પરમાણુ ક્રમાંકનું સંરક્ષણ કરવું આવશ્યક છે.
ડાબી બાજુ: કુલ દળ ક્રમાંક = $23 + 1 = 24$. કુલ પરમાણુ ક્રમાંક = $11 + 1 = 12$.
જમણી બાજુ: $Mg$ નો દળ ક્રમાંક = $23$. $Mg$ નો પરમાણુ ક્રમાંક = $12$.
ધારો કે $x$ એ $_{Z}A^{A}$ છે. તો $23 + A = 24 \implies A = 1$ અને $12 + Z = 12 \implies Z = 0$.
દળ ક્રમાંક $1$ અને પરમાણુ ક્રમાંક $0$ ધરાવતો કણ ન્યુટ્રોન છે,જેને $_{0}n^{1}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(A) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયામાં,સમીકરણની બંને બાજુએ કુલ પરમાણુ ક્રમાંક અને કુલ દળ ક્રમાંક સમાન રહેવા જોઈએ.
ધારો કે ઉત્સર્જિત કણ $_{z}X^{a}$ છે.
પ્રક્રિયા: $_{13}Al^{27} + _{2}He^{4} \to _{15}P^{30} + _{z}X^{a}$.
દળ ક્રમાંકને સરખાવતા: $27 + 4 = 30 + a \implies 31 = 30 + a \implies a = 1$.
પરમાણુ ક્રમાંકને સરખાવતા: $13 + 2 = 15 + z \implies 15 = 15 + z \implies z = 0$.
તેથી,કણ $_{0}n^{1}$ છે,જે ન્યુટ્રોન છે.

(B) આપેલ કેન્દ્રીય પ્રક્રિયા $_4^9Be + _1^1H \to X + _2^4He$ છે.
દળ ક્રમાંકના સંરક્ષણના નિયમ મુજબ: $9 + 1 = A + 4$,તેથી $A = 6$.
પરમાણુ ક્રમાંકના સંરક્ષણના નિયમ મુજબ: $4 + 1 = Z + 2$,તેથી $Z = 3$.
તેથી,નીપજ $X$ એ $_3^6Li$ છે.

(A) પરમાણુ પ્રક્રિયામાં,પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ અને દળ ક્રમાંક $(A)$ નો સરવાળો પ્રક્રિયાની બંને બાજુએ સમાન રહેવો જોઈએ.
આપેલ પ્રક્રિયા માટે: $_{12}^{24}Mg + _{1}^{2}D \to _{2}^{4}He + _{Z}^{A}X$
પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ નો સરવાળો: $12 + 1 = 2 + Z \implies Z = 11$.
દળ ક્રમાંક $(A)$ નો સરવાળો: $24 + 2 = 4 + A \implies A = 22$.
પરમાણુ ક્રમાંક $11$ ધરાવતું તત્વ સોડિયમ $(Na)$ છે.
તેથી,ખૂટતું ન્યુક્લાઇડ $_{11}^{22}Na$ છે.

(B) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયામાં,પરમાણુ ક્રમાંક (પ્રોટોનનો સરવાળો) અને દળ ક્રમાંક (પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનો સરવાળો) બંનેનું સંરક્ષણ થાય છે.
પરમાણુ ક્રમાંક માટે: $Z + 2 = 15 + 0$,જે $Z = 15 - 2 = 13$ આપે છે.
દળ ક્રમાંક માટે: $M + 4 = 30 + 1$,જે $M = 31 - 4 = 27$ આપે છે.
તેથી,$Z = 13$ અને $M = 27$.

(A) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $_{96}X^{227} \to Y + 4(_{2}He^{4}) + 5(_{-1}e^{0})$.
$Y$ નો દળ ક્રમાંક $(A)$ શોધવા માટે: $227 = A + 4 \times 4 + 5 \times 0 \implies 227 = A + 16 \implies A = 211$.
$Y$ નો પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ શોધવા માટે: $96 = Z + 4 \times 2 + 5 \times (-1) \implies 96 = Z + 8 - 5 \implies 96 = Z + 3 \implies Z = 93$.
આમ,પરમાણુ ક્રમાંક $93$ અને દળ ક્રમાંક $211$ છે.

(C) $_7^{14}N$ નું $_8^{17}O$ માં રૂપાંતર માટેની ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$_7^{14}N + _2^{4}He \to _8^{17}O + _1^{1}H$
અહીં,$_2^{4}He$ એ એક $\alpha$-કણ છે.
આમ,$_7^{14}N$ ને $_8^{17}O$ માં રૂપાંતરિત કરવા માટે $\alpha$-કણનો ઉપયોગ થાય છે.

(B) ધારો કે ઉત્સર્જિત $\alpha$-કણોની સંખ્યા $x$ છે અને $\beta$-કણોની સંખ્યા $y$ છે.
દળ ક્રમાંકમાં થતો ફેરફાર $231 - 207 = 4x$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$24 = 4x \implies x = 6$.
પરમાણુ ક્રમાંકમાં થતો ફેરફાર $89 - 82 = 2x - y$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$7 = 2(6) - y$.
$7 = 12 - y \implies y = 5$.
આમ,$\alpha$-કણોની સંખ્યા $6$ છે અને $\beta$-કણોની સંખ્યા $5$ છે.

(A) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયાની ચોકસાઈ તપાસવા માટે,આપણે બંને બાજુએ પરમાણુ ક્રમાંક $(Z)$ અને દળ ક્રમાંક $(A)$ ને સંતુલિત કરવા જોઈએ.
$A$. $_{96}^{242}Cm + _{2}^{4}He \rightarrow _{97}^{243}Bk + 2_{0}^{1}n$.
ડાબી બાજુ: $Z = 96+2 = 98$,$A = 242+4 = 246$.
જમણી બાજુ: $Z = 97+0 = 97$,$A = 243+2 = 245$.
અહીં $98 \neq 97$ અને $246 \neq 245$ હોવાથી,આ સંકેત ખોટો છે.

(A) $_8^{16}O$ પર ડ્યુટેરોન $( _1^{2}H )$ ના મારો ચલાવવાની ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$_8^{16}O + _1^{2}H \to _9^{18}F$.
આ પ્રક્રિયામાં,બંને બાજુ પરમાણુ ક્રમાંક અને દળ ક્રમાંકનો સરવાળો જળવાઈ રહેવો જોઈએ.
પરમાણુ ક્રમાંક: $8 + 1 = 9$ (જે ફ્લોરિન,$F$ ને અનુરૂપ છે).
દળ ક્રમાંક: $16 + 2 = 18$.
આમ,બનતી નીપજ $_9^{18}F$ છે.

(C) પરમાણુ પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $_{12}^{24}Mg + \gamma \rightarrow {}_{11}^{23}Na + {}_{1}^{1}H$.
આ પ્રક્રિયામાં,ગામા ફોટોન મેગ્નેશિયમ ન્યુક્લિયસ સાથે અથડાય છે,જેના પરિણામે પ્રોટોન $(_{1}^{1}H)$ નું ઉત્સર્જન થાય છે.
પરમાણુ ક્રમાંક $(12 = 11 + 1)$ અને દળ ક્રમાંક $(24 = 23 + 1)$ ને સંતુલિત કરતા,આપણે જાણી શકીએ છીએ કે નીપજ સોડિયમ ન્યુક્લાઇડ $_{11}^{23}Na$ છે.

(B) $_{92}U^{238}$ માંથી $_{82}Pb^{206}$ ના ક્ષય માટે:
$\alpha$-કણોની સંખ્યા $(n_{\alpha})$ = $\frac{238 - 206}{4} = \frac{32}{4} = 8$.
$\beta$-કણોની સંખ્યા $(n_{\beta})$ = $2 \times n_{\alpha} - (Z_{initial} - Z_{final}) = 2 \times 8 - (92 - 82) = 16 - 10 = 6$.
આમ,$\alpha$-કણોની સંખ્યા $8$ અને $\beta$-કણોની સંખ્યા $6$ છે.

(D) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયામાં,સમીકરણની બંને બાજુએ દળ ક્રમાંક અને પરમાણુ ક્રમાંકનો સરવાળો સમાન હોવો જોઈએ.
વિકલ્પ $(D)$ માટે: $_{13}Al^{27} + _{2}He^{4} \to _{15}P^{30} + _{0}n^{1}$.
દળ સંતુલન: $27 + 4 = 31$ (પ્રક્રિયકો) અને $30 + 1 = 31$ (નીપજો).
પરમાણુ ક્રમાંક સંતુલન: $13 + 2 = 15$ (પ્રક્રિયકો) અને $15 + 0 = 15$ (નીપજો).
નીપજ બાજુએ $_{0}n^{1}$ હોવાથી,આ પ્રક્રિયામાં ન્યુટ્રોનનું ઉત્સર્જન થાય છે.

(D) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા આ મુજબ દર્શાવી શકાય: $_{90}Th^{232} \to {}_{82}Pb^{208} + x({}_{2}He^{4}) + y({}_{-1}\beta^{0})$
બંને બાજુ દળ ક્રમાંકને સરખાવતા:
$232 = 208 + 4x + 0y$
$4x = 232 - 208 = 24$
$x = 6$
બંને બાજુ પરમાણુ ક્રમાંકને સરખાવતા:
$90 = 82 + 2x - y$
$90 = 82 + 2(6) - y$
$90 = 82 + 12 - y$
$90 = 94 - y$
$y = 4$
તેથી,$6$ $\alpha$-કણો અને $4$ $\beta$-કણો ઉત્સર્જિત થશે.

(A) ધારો કે પિતૃ ન્યુક્લિયસ $_Z^A X$ છે.
બે ક્રમિક $\beta$-કણના ઉત્સર્જનને આ રીતે દર્શાવી શકાય: $_Z^A X \xrightarrow{2 \beta} {}_7^{14} N$.
દરેક $\beta$-ઉત્સર્જન પરમાણુ ક્રમાંકમાં $1$ નો વધારો કરે છે જ્યારે દળ ક્રમાંક અચળ રહે છે.
તેથી,$Z + 2 = 7$,જે $Z = 5$ આપે છે.
દળ ક્રમાંક $A$ એ $14$ રહે છે.
પિતૃ ન્યુક્લિયસ $_5^{14} B$ છે.
ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $N = A - Z = 14 - 5 = 9$ છે.

(D) સૌથી પ્રાચીન ભૌગોલિક રચનાઓની ઉંમરનો અંદાજ $Uranium-Lead$ ડેટિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
$Carbon-14$ ડેટિંગનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પ્રમાણમાં યુવાન (આશરે $50,000$ વર્ષ સુધીના) કાર્બનિક પદાર્થોની ઉંમર નક્કી કરવા માટે થાય છે.
$Uranium-Lead$ ડેટિંગ એ $U^{238}$ ના $Pb^{206}$ માં થતા ક્ષય પર આધારિત છે,જેનો અર્ધ-આયુષ્ય સમય ખૂબ લાંબો હોવાથી તે લાખો કે અબજો વર્ષ જૂના ખડકો અને ખનિજોની ઉંમર નક્કી કરવા માટે યોગ્ય છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $_3Li^6 + _1H^2 \to 2_2He^4 + \Delta E$ માં બે હલકા ન્યુક્લિયસ (લિથિયમ અને ડ્યુટેરિયમ) જોડાઈને ભારે ન્યુક્લિયસ (હિલિયમ) બનાવે છે.
બે હલકા ન્યુક્લિયસ જોડાઈને ભારે ન્યુક્લિયસ બનાવવાની અને ઉર્જા મુક્ત કરવાની આ પ્રક્રિયાને $Fusion$ (સંલયન) પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.

(D) પરમાણુ ન્યુક્લિયસનું પ્રથમ કૃત્રિમ વિઘટન $1919$ માં $Ernest \ Rutherford$ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું હતું.
તેમણે નાઈટ્રોજન વાયુ પર આલ્ફા કણો $(^4_2He)$ નો મારો ચલાવીને ઓક્સિજન અને પ્રોટોન ઉત્પન્ન કર્યા હતા:
$^{14}_7N + ^4_2He \rightarrow ^{17}_8O + ^1_1H$.

(C) પરમાણુ પ્રતિક્રિયામાં,કુલ દળ ક્રમાંક અને કુલ પરમાણુ ક્રમાંક બંને સમીકરણની બંને બાજુએ સમાન રહેવા જોઈએ.
દળ ક્રમાંકના સંરક્ષણ માટે:
$249 + 15 = A + (4 \times 1)$
$264 = A + 4$
$A = 264 - 4 = 260$
આમ,તત્વ $X$ નો દળ ક્રમાંક $260$ છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા $_{29}^{63}Cu + _{2}^{4}He \to _{17}^{37}Cl + 14_{1}^{1}H + 16_{0}^{1}n$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઉચ્ચ ઊર્જા ધરાવતો આલ્ફા કણ $(_{2}^{4}He)$ કોપરના ન્યુક્લિયસ સાથે અથડાય છે,જેના કારણે તે ક્લોરિન ન્યુક્લિયસ,પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન જેવા અનેક નાના ટુકડાઓમાં વિભાજિત થાય છે.
આ પ્રક્રિયા,જેમાં ભારે ન્યુક્લિયસને ઉચ્ચ-ઊર્જાના માળખા દ્વારા ઘણા નાના ટુકડાઓમાં તોડવામાં આવે છે,તેને સ્પેલેશન પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) ન્યુટ્રોન તટસ્થ કણો છે,જે તેમને ધન વીજભારિત ન્યુક્લિયસના ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક બળ દ્વારા અપાકર્ષાયા વિના પરમાણુના ન્યુક્લિયસમાં પ્રવેશવાની મંજૂરી આપે છે. તેથી,તેનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓમાં,જેમ કે કૃત્રિમ રૂપાંતરણમાં,ન્યુક્લિયર ફેરફારો લાવવા માટે પ્રોજેક્ટાઇલ તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયામાં બે હલકા ન્યુક્લિયસ ($^2_1H$ અથવા ડ્યુટેરિયમ) જોડાઈને ભારે ન્યુક્લિયસ $(^3_2He)$ બનાવે છે અને સાથે ન્યુટ્રોન $(^1_0n)$ મુક્ત થાય છે.
હલકા ન્યુક્લિયસ જોડાઈને ભારે ન્યુક્લિયસ બનાવવાની આ પ્રક્રિયાને ન્યુક્લિયર સંલયન (Nuclear fusion) કહેવામાં આવે છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $_{17}Cl^{37} + _1H^2 \to _{18}Ar^{38} + _0n^1$ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ક્લોરિનના સ્થાયી ન્યુક્લિયસ પર પ્રક્ષેપ્ય (ડ્યુટેરોન,$_1H^2$) નો મારો ચલાવીને નવું તત્વ આર્ગોન અને ન્યુટ્રોન મેળવવામાં આવે છે.
આ કૃત્રિમ રૂપાંતરણ (artificial transmutation) નું ઉદાહરણ છે,જેમાં ન્યુક્લિયર બોમ્બાર્ડમેન્ટ દ્વારા એક તત્વનું બીજા તત્વમાં રૂપાંતર થાય છે.

(C) સાચો જવાબ $(C)$ છે.
કૃત્રિમ રૂપાંતરણમાં લક્ષ્ય ન્યુક્લિયસ પર ઉચ્ચ-ઊર્જા ધરાવતા કણોનો મારો ચલાવવામાં આવે છે.
પ્રોટોન,ડ્યુટેરોન અને $\alpha$-કણો જેવા વીજભારિત કણો લક્ષ્ય ન્યુક્લિયસ દ્વારા સ્થિર-વિદ્યુતીય અપાકર્ષણ અનુભવે છે.
જોકે,$\alpha$-કણો પ્રમાણમાં ભારે હોય છે અને તેનો વીજભાર $(+2e)$ વધારે હોય છે,જે તેને હલકા કણો અથવા ન્યુટ્રોન જેવા વીજભાર રહિત કણોની તુલનામાં ન્યુક્લિયસમાં પ્રવેશવા માટે ઓછા અસરકારક બનાવે છે.

(C) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$_{13}Al^{28} + _{z}X^{a} \to _{15}P^{31} + _{0}n^{1}$
પરમાણુ ક્રમાંકને સંતુલિત કરતા: $13 + z = 15 + 0 \implies z = 2$.
દળ ક્રમાંકને સંતુલિત કરતા: $28 + a = 31 + 1 \implies a = 4$.
$2$ પરમાણુ ક્રમાંક અને $4$ દળ ક્રમાંક ધરાવતો પ્રક્ષેપ્ય આલ્ફા કણ $(_{2}He^{4})$ છે.

(D) . રેડિયોએક્ટિવ આયોડિન,ખાસ કરીને આઇસોટોપ $I^{131}$,નો ઉપયોગ થાઇરોઇડ ગ્રંથિના રોગો જેવા કે હાઇપરથાઇરોઇડિઝમ અને થાઇરોઇડ કેન્સરના નિદાન અને સારવાર માટે થાય છે,કારણ કે થાઇરોઇડ ગ્રંથિ આયોડિનનું પસંદગીયુક્ત શોષણ કરે છે.

(D) કૃત્રિમ રૂપાંતરણમાં ન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયા લાવવા માટે લક્ષ્ય ન્યુક્લિયસ પર પ્રક્ષેપકનો મારો ચલાવવામાં આવે છે.
ન્યુટ્રોન આ હેતુ માટે સૌથી અસરકારક પ્રક્ષેપક છે કારણ કે તે વિદ્યુતની દ્રષ્ટિએ તટસ્થ છે.
પ્રોટોન,ડ્યુટેરોન અથવા આલ્ફા કણો (હિલિયમ ન્યુક્લિયસ) થી વિપરીત,ન્યુટ્રોન ધન વીજભારિત લક્ષ્ય ન્યુક્લિયસ દ્વારા સ્થિર-વિદ્યુત અપાકર્ષણનો અનુભવ કરતા નથી.
તેથી,તેઓ ઓછી ગતિજ ઉર્જા પર પણ ન્યુક્લિયસમાં પ્રવેશી શકે છે,જે તેમને ન્યુક્લિયર રૂપાંતરણ માટે અત્યંત અસરકારક બનાવે છે.

(D) ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયામાં,સમીકરણની બંને બાજુએ દળ ક્રમાંક અને પરમાણુ ક્રમાંકનું સંરક્ષણ થવું જોઈએ.
દળ ક્રમાંક માટે: $235 + 1 = 140 + x + 2(1) \implies 236 = 142 + x \implies x = 94$.
પરમાણુ ક્રમાંક માટે: $92 + 0 = 56 + y + 2(0) \implies 92 = 56 + y \implies y = 36$.
તેથી,$x = 94$ અને $y = 36$ છે.

(C) પરમાણુ ન્યુક્લિયસનું પ્રથમ નિયંત્રિત કૃત્રિમ વિઘટન $1932$ માં $John \ Cockcroft$ અને $Ernest \ Walton$ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું હતું. તેમણે કણ પ્રવેગક દ્વારા પ્રવેગિત ઉચ્ચ-ઊર્જા પ્રોટોન સાથે લિથિયમ ન્યુક્લિયસનો મારો ચલાવ્યો હતો,જેના પરિણામે આલ્ફા કણો ઉત્પન્ન થયા હતા. તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) કૃત્રિમ રેડિયોએક્ટિવિટીની શોધ સૌપ્રથમ $1934$ માં $Irene \ Curie$ અને $Frederic \ Joliot$ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તેમણે અવલોકન કર્યું કે જ્યારે $Al$ અથવા $Mg$ જેવા હલકા તત્વો પર $\alpha$-કણોનો મારો ચલાવવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ પોઝિટ્રોન અને ન્યુટ્રોનનું ઉત્સર્જન કરે છે,જે રેડિયોએક્ટિવિટી દર્શાવે છે.

(B) કૃત્રિમ રૂપાંતરણ,જેને કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગ અથવા પ્રેરિત રૂપાંતરણ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સૌપ્રથમ $1919$ માં $Ernest \ Rutherford$ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું હતું. તેમણે નાઈટ્રોજન વાયુ પર આલ્ફા કણોનો મારો ચલાવીને ઓક્સિજન અને પ્રોટોન ઉત્પન્ન કર્યા હતા,જેની ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $^ {14}_{7}N + ^ {4}_{2}He \rightarrow ^ {17}_{8}O + ^ {1}_{1}H$.

(A) ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં બે હલકા ન્યુક્લિયસ જોડાઈને ભારે ન્યુક્લિયસ બનાવે છે,જે મોટી માત્રામાં ઉર્જા મુક્ત કરે છે.
વિકલ્પ $A$ માં,બે ડ્યુટેરિયમ ન્યુક્લિયસ $(_{1}H^{2})$ જોડાઈને હિલિયમ ન્યુક્લિયસ $(_{2}He^{4})$ બનાવે છે,જે ન્યુક્લિયર ફ્યુઝનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
વિકલ્પ $B$ ન્યુક્લિયર ફિશન (કેન્દ્રવિભાજન) દર્શાવે છે,અને વિકલ્પ $C$ કૃત્રિમ રૂપાંતરણ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.

(A) $(n, p)$ પ્રક્રિયામાં ન્યુટ્રોનનું શોષણ અને પ્રોટોનનું ઉત્સર્જન થાય છે.
$(n, p)$ પ્રક્રિયા દ્વારા $_{27}^{60}Co$ મેળવવા માટેનું સમીકરણ: $_{Z}^{A}X + _{0}^{1}n \rightarrow _{27}^{60}Co + _{1}^{1}p$.
દળ ક્રમાંક સંતુલિત કરતા: $A + 1 = 60 + 1$,તેથી $A = 60$.
પરમાણુ ક્રમાંક સંતુલિત કરતા: $Z + 0 = 27 + 1$,તેથી $Z = 28$.
આમ,લક્ષ્ય ન્યુક્લિયસ $_{28}^{60}Ni$ છે.

(C) હાઇડ્રોજન બોમ્બ અનિયંત્રિત પરમાણુ સંલયન (Nuclear fusion) ના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,હાઇડ્રોજનના આઇસોટોપ્સ જેવા કે ડ્યુટેરિયમ $(^2H)$ અને ટ્રિટિયમ $(^3H)$ ના હલકા ન્યુક્લિયસ અત્યંત ઊંચા તાપમાને જોડાઈને હિલિયમ $(^4He)$ જેવું ભારે ન્યુક્લિયસ બનાવે છે,જેમાંથી પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઊર્જા મુક્ત થાય છે.

(B) પરમાણુ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$_7N^{14} + _2He^4 \to _8O^{17} + _1H^1$
અહીં,નાઈટ્રોજન આઈસોટોપ $_7N^{14}$ પર $\alpha$-કણો $(_2He^4)$ નો મારો ચલાવવાથી ઓક્સિજન-$17$ $(_8O^{17})$ અને પ્રોટોન $(_1H^1)$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(C) પરમાણુ ક્ષય પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $_{92}U^{235} \to _{82}Pb^{207} + x(_{2}He^{4}) + y(_{-1}\beta^{0})$.
$\alpha$-કણોની સંખ્યા $(x)$ દળ ક્રમાંકમાં થતા ફેરફાર દ્વારા ગણવામાં આવે છે: $x = \frac{235 - 207}{4} = \frac{28}{4} = 7$.
$\beta$-કણોની સંખ્યા $(y)$ પરમાણુ ક્રમાંકમાં થતા ફેરફાર દ્વારા ગણવામાં આવે છે: $92 = 82 + 2(x) - y \implies 92 = 82 + 2(7) - y \implies 92 = 82 + 14 - y \implies 92 = 96 - y \implies y = 4$.
આમ,ઉત્સર્જિત કણો $7\alpha$ અને $4\beta$ છે.