विषय: परमाणु-निष्कर्ष: भार और स्थायित्व - विस्तृत नोट्स

1. परमाणु की बांधुकों:

• बलशील परमाणु बल:

• पायन (पायों) की तरह न्यासों का विनिमय

• संरक्षण गुण: बलशील परमाणु बल केवल बहुत ही कम दूरियों पर ही मजबूत होता है और एक निश्चित दूरी से आगे अनुप्रयोगी हो जाता है।

• चार्ज गैर-अवानति: बलशील परमाणु बल परमाणुओं के संपर्क करने वाले आरंभिक स्तर और उनकी अवानति के बावजूद होता है।

• आइसोस्पिन: परमाणुओं के चार्ज स्थितियों का वर्णन करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक अवधारणा।

• कमजोर परमाणु बल:

• चार्ज युक्त और निर्धारित धारा: W और Z बोसॉन के द्वारा माध्यमिक दो प्रकार के कमजोर परमाणु संचार, जो बीटा-अयाम प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार होते हैं।

• W बोसॉन: बीटा-अयाम प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार होने वाले चार्ज युक्त कमजोर परमाणु संचार का माध्यमिक करते हैं।

• Z बोसॉन: न्यूट्रीनो छित्रटन और इलेक्ट्रॉन-पॉजिट्रॉन विलयन के लिए जिम्मेदार होने वाले निर्धारित धारा कमजोर परमाणु संचार का माध्यमिक करते हैं।

2. परमाणु आदर्श:

• तरल बूंद आदर्श:

• आपूर्तियों के पदार्थ के मास और उसके नतीजे में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के संख्या के बीच एक भौतिकीय संबंध प्रदान करता है।

• बांधनीय ऊर्जा: परमाणुओं में सभी न्यूक्लियसनों को एक-दूसरे से अलग करने के लिए आवश्यक ऊर्जा।

• विषम-सम-नियम का समझना: खुदरा संख्या वाले परमाणु खुदरा-रहित संख्या वाले परमाणु की तुलना में कम स्थिर होते हैं क्योंकि खुदरा-रहित परमाणु में परमाणुओं के जोड़ का होना।

• स्थिरता के लिए Z की सीमा: एक दिए हुए न्यूट्रॉनों की संख्या के लिए दिए गए प्रोटॉनों की अधिकतम संख्या जिससे एक संरचना अस्थायी होने से पहले एक परमाणु स्थिर हो सकता है।

• पंद्रभूत आदर्श:

• परमाणु का क्वांटम मैकेनिकल आदर्श, जिसे आधार में परमाणु एक निश्चित ऊर्जा स्तर या ऊर्जा के गोलों में रहते हैं।

• हैदल तत्व: एक प्रोटॉन या एक न्यूट्रॉन के लिए एक सामान्य शब्द।

• जादुई संख्याएं: विशेष संख्याओं के न्यूक्लियसनों की विशेष बनावटों के संबंध में पेशेवर संख्याएं (2, 8, 20, 28, 50, 82, 126)।

• स्पिन-आकर्षित कपलन: जबांकी एक परमाणु की घूर्णन में स्पिन और उसकी गोल गति के बीच संघर्ष होता है, जो परमाणुओं की ऊर्जा स्तरों पर प्रभाव डालता है।

• संगठित आदर्श:

• परमाणु को एक घूर्णन या विंबरोही वस्तु के रूप में बयान करता है।

• घूर्णन और विंबरोही उत्सर्जन की प्रकार: विभिन्न तरीकों में जिस तरह परमाणु घूर्णित हो सकते हैं या विंबरोहित हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एकत्रित स्थिति होती है।

• परमाणुओं का विकृति: एक पूर्ण गोल की तुलना में परमाणु के आकार में परिवर्तन, जो घूर्णन या विबरेशन के कारण हो सकता है।

• क्षण-क्षेत्र घुमावन: एक घूर्णित परमाणु के अपनी कोणीय वेग से परिवर्तनों के प्रति प्रतिरोध का माप लेता है।

• फर्मी गैस आदर्श:

• परमाणुओं को एक-दूसरे के संपर्क में न आनेवाली कणों के रूप में बहु-संभावित रूप में आदान-प्रदानकारी की जाती है।

• फर्मी ऊर्जा की अवधारणा: एक परमाणु का सबसे ऊच्च ऊर्जा स्तर, जो शून्य पाठ के तापमान पर एक परमाणु को अधिकतम कर सकती है।

• पॉली के अनछेदन सिद्धांत: नहीं दो परमाणुओं के एक ही क्वांटम स्थिति में एक साथ हो सकते हैं।

3. परमाणु स्थिरता:

• मास अभाव और बांधनीय ऊर्जा:

• मास अभाव: परमाणु की मास और इसके व्यक्तिगत प्रोटॉन और न्यूट्रॉनों की मासों की जोड़ के बीच का अंतर।

• बांधनीय ऊर्जा: बांधनीय ऊर्जा के समतुल्य की ऊर्जा, जो परमाणुओं को एक-दूसरे से अलग करने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रतिष्ठित करती है।

• बीटा ध्वंस:

• बीटा ध्वंस के प्रकार (बीटा+, बीटा-): नक्लीय से प्रोटॉन को न्यूट्रॉन में या उल्टा बदलने के लिए नक्लीय से ध्वनी निकालना (बीटा+) या इलेक्ट्रॉन (बीटा-) निकालना।

• जारी की गई ऊर्जा: बीटा ध्वंस में जारी की गई ऊर्जा माता प्रोटॉन के मास और पुत्र नक्लीय के मास के बीच की अंतर होती है, निकाले गए कण के मास से घटाए गए।

• Q-मूल्य: बीटा ध्वंस में जारी की गई कण की अधिकतम किनेटिक ऊर्जा।

• आल्फा ध्वंस:

• नक्लीय से दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉनों से मिलकर बने एक आल्फा कण की उत्सर्जना।

• Q-मूल्य: आल्फा ध्वंस में जारी की गई ऊर्जा माता प्रोटॉन के मास और पुत्र नक्लीय के मास के बीच की अंतर होती है, नकली कण के माहित के घटाए गए मास से।

• गैमो थ्योरी: मजबूत परमाणु बल द्वारा बनाए गए ठोसीका बाड़ियों द्वारा एक आल्फा कण के टनलिंग के रूप में आल्फा ध्वंस की स्पष्टीकरण।

• गामा ध्वंस:

• ध्वनी योजना: एक नक्लीय में ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमणों की क्रमबद्धता का प्रतिनिधित्व, गामा किरणों के उत्सर्जन के सहित।

• चयन नियम: कोणीय मोमेंटम और समता के संरक्षण पर आधारित, संचारों के बीच हो सकने वाले संक्रमणों पर प्रतिबंध।

• आंतरिक परिवर्तन: एक उत्तेजित नक्लीय की ऊर्जा को उसके इलेक्ट्रॉनों में स्थानांतरित करने की प्रक्रिया, जिससे इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन होता है।

• पॉजिट्रॉनों का उत्सर्जन: निश्चित मामलों में होता है, जब उत्तेजित नक्लीय से ऊर्जा से इलेक्ट्रॉन-पॉजिट्रॉन जोड़ी बनती है।

4. परमाणुक विक्रियाएं:

• परमाणु विक्रियाओं के प्रकार:

• परमाणु विखंडन: एक भारी नक्कलीय को दो या उससे छोटे नक्कलियों में विभाजित करने की प्रक्रिया, ऊर्जा मुक्त करने के साथ।

• परमाणु संमिश्रण: दो या दो से अधिक हल्के नक्कलांकित तत्वों की एक भारी नक्कलांकित को बनाने की प्रक्रिया, ऊर्जा मुक्त करने के साथ।

• परमाणु परिवर्तन: इकाई समग्री में प्रवेश या निकासी के द्वारा नक्कलांकित की संरचना बदलने वाली प्रक्रियाएं, जैसे कि न्यूट्रॉन की गोदन या आल्फा कण की उत्सर्जना के द्वारा।

• संरक्षण के नियम:

• ऊर्जा: एक परमाणुक विक्रिया से पहले और बाद में कुल ऊर्जा समान होनी चाहिए।

• मास संख्या: परमाणुक विक्रिया से पहले और बाद में प्रोटॉन और न्यूट्रॉनों की कुल संख्या समान होनी चाहिए।

• चार्ज: परमाणुक विक्रिया से पहले और बाद में कुल विद्युत आपेक्षिक समान होनी चाहिए।

• चल: परमाणुक विक्रिया से पहले और बाद में कुल चल समान होनी चाहिए।

• स्पिन: परमाणुक विक्रिया से पहले और बाद में कुल स्पिन समान होना चाहिए।

• पारसंचरण:

• परिभाषा: किसी टारगेट के साथ कोई भी धार संचरित होने की संभावना का माप।

• प्रकार: कुल पारसंचरण, सप्यूंद पारसंचरण, असप्यूंद पारसंचरण, ग्रहण पारसंचरण, छितराव पारसंचरण जैसे विभिन्न प्रकार के पारसंचरण।

• मात्रक: सामान्यतः बार्न या मिलिबार्न में व्यक्त किए जाते हैं (1 बार्न = 10^-28 वर्गमीटर) या (1 मिलिबार्न = 10^-31 वर्गमीटर)।

5. परमाणु भौतिकी के अनुप्रयोग:

• परमाणु ऊर्जा संयंत्र:

• फ़िशन रिएक्टर: ताप उत्पन्न करने के लिए फ़िशन प्रक्रिया का उपयोग करते हैं, जिसका उपयोग फिर बाद में बिजली उत्पन्न करने के लिए और पानी उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

• फ़िशन रिएक्टरों के प्रकार: प्रेशरविष्ट पानी रिएक्टर (पीडब्ल्यूआर्स), उबलते हुए पानी रिएक्टर (बीडब्ल्यूआर्स), और गैस-शीतल रिएक्टर (जीसीआर्स)।

• लाभ: एक सुरक्षित और कुशल ऊर्जा स्रोत प्रदान करते हैं, कम चलने वाला खर्च होता है।

• हानियाँ: सुरक्षा, अर्द्ध विसर्जनीय अपशिष्ट निपटान, और प्रसार के संबंधित समस्याओं से संबंधित चिंताएँ।

• मछली प्रजनक रिएक्टर: ऐसा एक प्रकार का रिएक्टर जो उसके सेवन करने से अधिक भारीभूत सामग्री (जैसे प्लूटोनियम-239) उत्पन्न करते हैं।

• पारमाणविक चिकित्सा:

• चिकित्सा निदान में रेडियोआइसोटोप का उपयोग: विभिन्न चिकित्सा स्थितियों का निदान करने के लिए रेडियोएक्टिव आयसोटोप का उपयोग करना, जैसे थायराइड विकार और हड्डी रोग।

• पीईटी (पॉजिट्रॉन इमिशन टॉमोग्राफी): तीन-आयामी छवि उत्पन्न करने के लिए पॉजिट्रॉन उत्सर्जक रेडियोआइसोटोप का उपयोग करने वाली छवि प्रक्रिया।

• एमआरआई (चुंबकीय आवेग छवि निर्माण): चुंबकीय क्षेत्र और रेडियो तरंगों का उपयोग करने वाली छवि प्रक्रिया जो शरीर की आंतरिक संरचनाओं की विस्तृत छवियाँ उत्पन्न करती है।

• रेडियोथेरेपी: कैंसर और अन्य बीमारियों के इलाज के लिए आयोनाइजिंग विकिरण का उपयोग करना।

• रेडियोफार्मास्यूटिकल्स: चिकित्सा निदान और चिकित्सा में उपयोग होने वाले रेडियोएक्टिव पदार्थ।

• पारमाणविक प्रौद्योगिकी:

• रेडियोकार्बन डेटिंग: विषाणुज ऊतकों की आयु निर्धारित करने के लिए एक तकनीक, जिसमें विषाणुज कार्बन-14 की मात्रा का मापन किया जाता है।

• न्यूट्रॉन रेडियोग्राफी: वस्त्रों की छवि उत्पन्न करने के लिए न्यूट्रॉनों का उपयोग करने वाली तकनीक, जिससे छिपे हुए दोष या संरचनाओं की पहचान हो सकती है।

• खाद्य संप्रोचन: खाद्य को आयोनाइजिंग विकिरण के द्वारा ट्रीट करने की प्रक्रिया जिससे उसकी शेल्फ लाइफ बढ़ती है और हानिकारक कीटाणुओं को हटाया जाता है।

• धूम्रपान डिटेक्टर: धूम्रपान कीटाणु के खूंटी की खोज और आग के मामले में होने पर एक अलार्म को सक्रिय करने के लिए एक रेडियोएक्टिव आइसोटोप का उपयोग करते हैं।

संदर्भ:

• एनसीईआरटी भौतिकी, 11वीं कक्षा: अध्याय 11-13 और 15
• एनसीईआरटी भौतिकी, 12वीं कक्षा: अध्याय 13 और 14
• भौतिकी की सिद्धांत, भाग 2, एच. सी. वर्मा द्वारा
• वैज्ञानिक और इंजीनियरों के लिए भौतिकी, भाग 2, आर. ए. सेरवे और जे. डब्ल्यू. ज्यूयेट द्वारा
• पारमाणविक भौतिकी, एस. एन. गोशाल द्वारा