Artificial transmutation Questions in Hindi

(C) नाभिकीय विखंडन अभिक्रिया में,समीकरण के दोनों ओर द्रव्यमान संख्या और परमाणु क्रमांक का संरक्षण होना चाहिए।
मान लीजिए लुप्त कण $_{Z}^{A}X$ है।
समीकरण है: $_{92}^{235}U + _{0}^{1}n \to _{56}^{146}Ba + _{Z}^{A}X + 3_{0}^{1}n$.
द्रव्यमान संख्या का संरक्षण: $235 + 1 = 146 + A + 3(1) \implies 236 = 149 + A \implies A = 87$.
परमाणु क्रमांक का संरक्षण: $92 + 0 = 56 + Z + 3(0) \implies 92 = 56 + Z \implies Z = 36$.
परमाणु क्रमांक $36$ वाला तत्व क्रिप्टन $(Kr)$ है।
अतः,लुप्त कण $_{36}^{87}Kr$ है।

(D) नाभिकीय अभिक्रिया इस प्रकार है: $_{92}U^{235} + _{0}n^{1} \to _{54}Xe^{139} + _{38}Sr^{94} + x(_{0}n^{1})$.
द्रव्यमान संख्या के संरक्षण का नियम लागू करने पर: $235 + 1 = 139 + 94 + x$.
$236 = 233 + x$.
$x = 3$.
अतः,उत्पाद $X$ $3$ न्यूट्रॉन है।

(B) नाभिकीय अभिक्रिया इस प्रकार है:
$_3Li^7 + _1H^1 \to _4Be^8 + \gamma$
इस अभिक्रिया में,लिथियम-$7$ नाभिक एक प्रोटॉन $(H^+)$ को ग्रहण करके बेरिलियम-$8$ नाभिक बनाता है,जिसके साथ $\gamma$-किरणों का उत्सर्जन होता है।

(A) पहली अभिक्रिया के लिए: $_7N^{14} + _2He^4 \to _8O^{17} + X_1$.
परमाणु क्रमांकों का योग: $7 + 2 = 8 + Z_1 \implies Z_1 = 1$.
द्रव्यमान संख्याओं का योग: $14 + 4 = 17 + A_1 \implies A_1 = 1$.
अतः,$X_1$ $_1H^1$ (प्रोटॉन) है।
दूसरी अभिक्रिया के लिए: $_{13}Al^{27} + _1D^2 \to _{14}Si^{28} + X_2$.
परमाणु क्रमांकों का योग: $13 + 1 = 14 + Z_2 \implies Z_2 = 0$.
द्रव्यमान संख्याओं का योग: $27 + 2 = 28 + A_2 \implies A_2 = 1$.
अतः,$X_2$ $_0n^1$ (न्यूट्रॉन) है।
इसलिए,$X_1$ और $X_2$ क्रमशः $_1H^1$ और $_0n^1$ हैं।

(B) नाभिकीय अभिक्रिया इस प्रकार है: $_{13}Al^{27} + _{2}He^{4} \to _{15}P^{30} + _{0}n^{1}$.
यहाँ,एल्युमिनियम नाभिक पर बमबारी करने के लिए उपयोग किया जाने वाला कण $\alpha-$ कण $(_{2}He^{4})$ है.

(C) नाभिकीय रूपांतरण ${}_{92}^{238}U \rightarrow {}_{92}^{234}U + \text{emissions}$ है।
सबसे पहले,एक $\alpha$-कण $({}_{2}^{4}He)$ के उत्सर्जन से: ${}_{92}^{238}U \rightarrow {}_{90}^{234}Th + {}_{2}^{4}He$ प्राप्त होता है।
अंतिम उत्पाद ${}_{92}^{234}U$ तक पहुँचने के लिए,${}_{90}^{234}Th$ को बीटा क्षय से गुजरना होगा: ${}_{90}^{234}Th \rightarrow {}_{91}^{234}Pa + {}_{-1}^{0}e$ और ${}_{91}^{234}Pa \rightarrow {}_{92}^{234}U + {}_{-1}^{0}e$।
अतः,कुल उत्सर्जन एक $\alpha$-कण और दो $\beta^-$-कण हैं।

(D) नाभिकीय विखंडन अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जाता है: ${}_{92}^{235} U + {}_{0}^{1} n \rightarrow {}_{54}^{142} Xe + {}_{38}^{90} Sr + x({}_{0}^{1} n)$.
द्रव्यमान संख्या को संतुलित करने पर: $235 + 1 = 142 + 90 + x$.
$236 = 232 + x$.
$x = 236 - 232 = 4$.
अतः,उत्सर्जित न्यूट्रॉन की संख्या $4$ है।

(A) पथ $(i)$ के लिए अभिक्रिया है: ${ }_{13}^{27} Al +{ }_2^4 \alpha \rightarrow{ }_{14}^{30} Si +{ }_1^1 p (X)$.
यहाँ,$X$ एक प्रोटॉन $({ }_1^1 p)$ है क्योंकि द्रव्यमान संख्या और परमाणु संख्या संरक्षित रहती है ($27+4 = 30+1$ और $13+2 = 14+1$)।
पथ $(ii)$ के लिए अभिक्रिया है: ${ }_{13}^{27} Al +{ }_2^4 \alpha \rightarrow{ }_{15}^{30} P +{ }_0^1 n (Y)$.
यहाँ,$Y$ एक न्यूट्रॉन $({ }_0^1 n)$ है क्योंकि द्रव्यमान संख्या और परमाणु संख्या संरक्षित रहती है ($27+4 = 30+1$ और $13+2 = 15+0$)।
फास्फोरस का बाद का क्षय है: ${ }_{15}^{30} P \rightarrow{ }_{14}^{30} Si +{ }_{+1}^{0} e (Z)$.
यहाँ,$Z$ एक पॉज़िट्रॉन $({ }_{+1}^{0} e)$ है क्योंकि परमाणु संख्या में $1$ की कमी होती है।
अतः,$X$ प्रोटॉन है,$Y$ न्यूट्रॉन है,और $Z$ पॉज़िट्रॉन है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(A) दी गई नाभिकीय अभिक्रिया $_4^9 Be + X \longrightarrow _4^8 Be + Y$ है।
अभिक्रिया को संतुलित करने के लिए,दोनों पक्षों पर परमाणु क्रमांक और द्रव्यमान संख्या का योग संरक्षित रहना चाहिए।
स्थिति $1$: यदि $X = \gamma$ (फोटॉन,$0^0\gamma$) है,तो $_4^9 Be + _0^0\gamma \longrightarrow _4^8 Be + _0^1 n$। यहाँ $Y = n$ (न्यूट्रॉन) है।
स्थिति $2$: यदि $X = p$ (प्रोटॉन,$_1^1 p$) है,तो $_4^9 Be + _1^1 p \longrightarrow _4^8 Be + _1^2 D$। यहाँ $Y = D$ (ड्यूटेरॉन) है।
अतः,$(A)$ और $(B)$ दोनों $(X, Y)$ के लिए मान्य युग्म हैं।

(D) ${ }_{92}^{238} U$ का ${ }_{82}^{206} Pb$ में नाभिकीय क्षय अभिक्रिया इस प्रकार है: ${ }_{92}^{238} U \rightarrow { }_{82}^{206} Pb + 8 { }_{2}^{4} He + 6 { }_{-1}^{0} e$.
प्रारंभ में, निकाय में $1 \ mol$ हवा (गैसीय) और $1 \ mol$ ठोस ${ }_{92}^{238} U$ है।
चूंकि पात्र सख्त है और तापमान $298 \ K$ पर स्थिर है, इसलिए दाब गैस के मोलों की संख्या के समानुपाती होता है $(P \propto n_{gas})$।
गैस के प्रारंभिक मोल $(n_i)$ = $1 \ mol$ (हवा)।
पूर्ण क्षय के बाद, ठोस ${ }_{92}^{238} U$, $1 \ mol$ ठोस ${ }_{82}^{206} Pb$ और $8 \ mol$ गैसीय ${ }_{2}^{4} He$ ($\alpha$-कणों) में परिवर्तित हो जाता है।
गैस के अंतिम मोल $(n_f)$ = $1 \ mol$ (हवा) + $8 \ mol$ (He) = $9 \ mol$।
अंतिम दाब और प्रारंभिक दाब का अनुपात $P_f / P_i = n_f / n_i = 9 / 1 = 9$ है।

(B) नाभिकीय अभिक्रिया इस प्रकार है: ${ }_{x} A^{y} \longrightarrow { }_{82} B^{207} + 5 { }_{2} \alpha^{4} + 4 { }_{-1} \beta^{0}$
परमाणु क्रमांक $(x)$ को संतुलित करने पर: $x = 82 + (5 \times 2) + (4 \times -1) = 82 + 10 - 4 = 88$
द्रव्यमान संख्या $(y)$ को संतुलित करने पर: $y = 207 + (5 \times 4) + (4 \times 0) = 207 + 20 = 227$
अतः,तत्व $A$,${ }_{88} A^{227}$ है।
प्रोटॉन की संख्या = $88$
न्यूट्रॉन की संख्या = $227 - 88 = 139$

(A) संतुलित नाभिकीय अभिक्रिया इस प्रकार है:
$_7N^{14} + _0n^1 \longrightarrow _6C^{12} + _1T^3$
यहाँ,$_1T^3$ (ट्रिटियम) हाइड्रोजन का एक रेडियोधर्मी समस्थानिक है,जो ऊपरी वायुमंडल में ब्रह्मांडीय किरणों के न्यूट्रॉन और नाइट्रोजन-$14$ नाभिक के बीच अभिक्रिया से उत्पन्न होता है।

(C) नाभिकीय अभिक्रिया में,दोनों पक्षों में परमाणु क्रमांकों का योग और द्रव्यमान संख्याओं का योग संरक्षित रहना चाहिए।
परमाणु क्रमांक के लिए: $12 + 1 = 12 + Z$,जिससे $Z = 1$ प्राप्त होता है।
द्रव्यमान संख्या के लिए: $26 + 2 = 27 + A$,जिससे $A = 1$ प्राप्त होता है।
चूंकि परमाणु क्रमांक $1$ है और द्रव्यमान संख्या $1$ है,इसलिए कण $X$ एक प्रोटॉन है,जिसे ${}_{1}H^{1}$ के रूप में दर्शाया जाता है।

(C) मान लीजिए कि अज्ञात पदार्थ $_{Z}X^{A}$ है।
नाभिकीय अभिक्रिया है: $_{Z}X^{A} + _{6}C^{12} \rightarrow _{98}Cf^{246} + _{0}n^{1}$।
द्रव्यमान संख्या के संरक्षण के नियम के अनुसार: $A + 12 = 246 + 1$,जिससे $A = 235$ प्राप्त होता है।
परमाणु संख्या के संरक्षण के नियम के अनुसार: $Z + 6 = 98$,जिससे $Z = 92$ प्राप्त होता है।
परमाणु संख्या $92$ वाला तत्व यूरेनियम $(U)$ है।
अतः,अज्ञात पदार्थ $_{92}U^{235}$ है।

(B) दी गई नाभिकीय अभिक्रिया है: $_{5}B^{10} + _{2}He^{4} \rightarrow _{b}^{a}X + _{0}n^{1}$
परमाणु क्रमांक को संतुलित करने पर:
$5 + 2 = b + 0$
$b = 7$
द्रव्यमान संख्या को संतुलित करने पर:
$10 + 4 = a + 1$
$14 = a + 1$
$a = 13$
अतः,उत्पाद $X$ $_{7}N^{13}$ है।

(B) अभिक्रिया $^{14}N + {}_{2}^{4}He \rightarrow {}^{17}O + {}_{1}^{1}H$ है।
चूंकि ऊर्जा अवशोषित होती है,इसलिए उत्पादों का द्रव्यमान अभिकारकों के द्रव्यमान से अधिक होता है।
द्रव्यमान क्षति $(\Delta m) = 0.00124 \ amu$।
$(m_{{}^{17}O} + m_{p}) - (m_{reactants}) = \Delta m$।
$m_{{}^{17}O} + 1.00782 \ amu - 18.00567 \ amu = 0.00124 \ amu$।
$m_{{}^{17}O} = 18.00567 + 0.00124 - 1.00782 = 16.99909 \ amu$।
चार दशमलव स्थानों तक पूर्णांकित करने पर,हमें $16.9991 \ amu$ प्राप्त होता है।