Fusion and Fission MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Fusion and Fission - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर कुडनकुलम है।

• कुडनकुलम परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्षमता के हिसाब से भारत का सबसे बड़ा परमाणु ऊर्जा केंद्र है।

Key Points

• कुडनकुलम परमाणु ऊर्जा संयंत्र भारत में चेन्नई से 650 किमी दक्षिण में तमिलनाडु के तिरुनेलवेली जिले में स्थित है।
• पूरा होने पर ऊर्जा संयंत्र की संयुक्त क्षमता 6000 मेगावाट होगी।
• भारत में परमाणु ऊर्जा अनुसंधान के जनक डॉ. होमी जहांगीर भाभा के प्रयासों से 1948 में परमाणु ऊर्जा आयोग की स्थापना की गई थी।
• भारत के पहले परमाणु अनुसंधान रिएक्टर 'अप्सरा' ने ट्रॉम्बे (मुंबई के पास) में कार्य करना शुरू किया, लेकिन भारत का पहला परमाणु ऊर्जा रिएक्टर 1969 में तारापुर में स्थापित किया गया था।
• परमाणु ऊर्जा के उत्पादन के लिए यूरेनियम, थोरियम और भारी जल की आवश्यकता होती है, यूरेनियम झारखंड, राजस्थान और मेघालय में पाया जाता है।

सही उत्तर: विकल्प 1) [(m₁ + m₂) - M] c² है। 

व्याख्या::

नाभिकीय संलयन प्रक्रिया में, दो हल्के नाभिक मिलकर एक भारी नाभिक बनाते हैं। परिणामी नाभिक (M) का द्रव्यमान दो प्रारंभिक नाभिकों (m₁ और m₂) के द्रव्यमान के योग से कम होता है।

यह द्रव्यमान अंतर आइंस्टीन के द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता सिद्धांत, E = mc² के अनुसार ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।

संलयन प्रक्रिया में मुक्त ऊर्जा प्रारंभिक नाभिकों और अंतिम नाभिक के बीच द्रव्यमान के अंतर द्वारा दी जाती है, जिसे प्रकाश की चाल के वर्ग (c²) से गुणा किया जाता है:

मुक्त ऊर्जा = [(m₁ + m₂) - M] c²

संप्रत्यय:

सूर्य में प्रोटॉन-प्रोटॉन चक्र में, जब एक इलेक्ट्रॉन और उसका प्रति-कण संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा मुक्त होती है। यह द्रव्य-प्रतिद्रव्य विनाश का एक रूप है।

इस विनाश के दौरान मुक्त हुई ऊर्जा की गणना आइंस्टाइन के द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

E = mc²

जहाँ:

• E मुक्त हुई ऊर्जा है
• m इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन का द्रव्यमान है (जो इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान के समान है, 9.11 x 10^-31 kg)
• c प्रकाश की गति है (3 x 10⁸ m/s)

गणना:

इस प्रकार, जब इलेक्ट्रॉन और उसका प्रति-कण संयोजित होते हैं, तो मुक्त हुई ऊर्जा इस प्रकार दी जाती है:

E = 2 x (9.11 x 10^-31) x (3 x 10⁸)² = 1.021 x 10^-13 J

विकल्प 1 में दिए गए अनुसार, सही उत्तर 1.021 x 10^-13 J है।

गणना:
₉₄²³⁹ Pu + न्यूट्रॉन (तापीय) का कुल द्रव्यमान संख्या = 239 + 1 = 240. चूँकि 4 न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं, इसलिए प्रत्येक खंड की द्रव्यमान संख्या है:

A = (240 - 4) / 2 = 118

प्रत्येक खंड की परमाणु संख्या है:

94 / 2 = 47

इसलिए, प्रत्येक खंड का आवेश है:

q = 47 × 1.6 × 10^-19 = 7.52 × 10^-18 C

खंड के प्रत्येक नाभिक की त्रिज्या है:

R = R₀ × (A)^1/3 = 1.1 × 10^-15 × (118)^1/3 = 5.395 × 10^-15 m

उत्पन्न होने के क्षण पर दो खंडों के केंद्रों के बीच की दूरी है:

r = 2 × 5.395 × 10^-15 = 10.79 × 10^-15 m

उनके बीच स्थिरवैद्युत बल है:

F = (1 / 4πε₀) × (q² / r²) = 9 × 10⁹ × ((7.52 × 10^-18)² / (10.79 × 10^-15)²) = 4.37 × 10³ N

गणना:

हमें दिया गया है:

यूरेनियम रिएक्टर की शक्ति, P = 12 MW = 12 × 10⁶ W

92²³⁵U के एक विखंडन में मुक्त ऊर्जा = 200 MeV = 200 × 10⁶ eV

1 eV = 1.6 × 10^-19 J

इस प्रकार, एक विखंडन में मुक्त ऊर्जा है:

प्रति विखंडन ऊर्जा = 200 × 10⁶ × 1.6 × 10^-19 J = 3.2 × 10^-11 J

अब, प्रति सेकंड विखंडन की संख्या (विखंडन की दर) = शक्ति / प्रति विखंडन ऊर्जा:

विखंडन की दर = P / प्रति विखंडन ऊर्जा = 12 × 10⁶ / 3.2 × 10^-11 = 3.75 × 10¹⁷ विखंडन प्रति सेकंड

अब, प्रति सेकंड यूरेनियम का उपभोग किया गया द्रव्यमान:

प्रति विखंडन यूरेनियम का द्रव्यमान = एक 92²³⁵U परमाणु का द्रव्यमान = 235 g / (6.022 × 10²³) = 3.9 × 10^-22 g

इसलिए, प्रति सेकंड उपभोग किया गया द्रव्यमान = (विखंडन की दर) × (प्रति विखंडन द्रव्यमान) = 3.75 × 10¹⁷ × 3.9 × 10^-22 g = 1.46 × 10^-4 g/s

अब, एक दिन में (86400 सेकंड), उपभोग किया गया द्रव्यमान होगा:

प्रतिदिन उपभोग किया गया द्रव्यमान = 1.46 × 10^-4 × 86400 g = 12.64 g

∴ प्रतिदिन यूरेनियम द्रव्यमान में कमी 12.64 g है।

सही उत्तर कुडनकुलम है।

• कुडनकुलम परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्षमता के हिसाब से भारत का सबसे बड़ा परमाणु ऊर्जा केंद्र है।

Key Points

• कुडनकुलम परमाणु ऊर्जा संयंत्र भारत में चेन्नई से 650 किमी दक्षिण में तमिलनाडु के तिरुनेलवेली जिले में स्थित है।
• पूरा होने पर ऊर्जा संयंत्र की संयुक्त क्षमता 6000 मेगावाट होगी।
• भारत में परमाणु ऊर्जा अनुसंधान के जनक डॉ. होमी जहांगीर भाभा के प्रयासों से 1948 में परमाणु ऊर्जा आयोग की स्थापना की गई थी।
• भारत के पहले परमाणु अनुसंधान रिएक्टर 'अप्सरा' ने ट्रॉम्बे (मुंबई के पास) में कार्य करना शुरू किया, लेकिन भारत का पहला परमाणु ऊर्जा रिएक्टर 1969 में तारापुर में स्थापित किया गया था।
• परमाणु ऊर्जा के उत्पादन के लिए यूरेनियम, थोरियम और भारी जल की आवश्यकता होती है, यूरेनियम झारखंड, राजस्थान और मेघालय में पाया जाता है।

अवधारणा:

न्यूट्रॉन:

• 1932 में, जे. चाडविक ने एक और उप-परमाणु कण की खोज की जिसका कोई आवेश नहीं था और द्रव्यमान एक प्रोटॉन के बराबर था। इसे अंततः न्यूट्रॉन नाम दिया गया।
• न्यूट्रॉनहाइड्रोजन को छोड़करसभी परमाणुओं के नाभिक में मौजूद होते हैं।
• सामान्य तौर पर, एक न्यूट्रॉन को 'n' के रूप में दर्शाया जाता है।
• न्यूट्रॉन का द्रव्यमान 1.6750 x 10^-27 kg है।
• एक परमाणु का द्रव्यमाननाभिक में मौजूद प्रोटॉन और न्यूट्रॉनके द्रव्यमान के योग द्वारा दिया जाता है।

व्याख्या:

• न्यूट्रॉन और प्रोटॉनएक परमाणु के नाभिक में पाए जाते हैं।
• न्यूट्रॉन की खोज जेम्स चैडविक ने की थी। इसलिए विकल्प 1 सही है।

Additional Information

नाभिकीय संलयन एक अभिक्रिया है जिसमें दो या दो से अधिक परमाणु नाभिक एक या अधिक अलग परमाणु नाभिक और उप परमाणु कण (न्यूट्रॉन या प्रोटॉन) बनाने के लिए पर्याप्त निकट होते हैं।

• हाइड्रोजन बम एक बेहद शक्तिशाली बम है जिसकी विनाशकारी शक्ति सक्रिय रूप में एक परमाणु बम का उपयोग करके हाइड्रोजन (ड्यूटेरियम और ट्रिटियम) के समस्थानिक के नाभिकीय संलयन के दौरान ऊर्जा तेज़ी से मुक्त होती है।

अवधारणा:

• भारी परमाणु (जैसे यूरेनियम, प्लूटोनियम या थोरियम) के नाभिक को, जब कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन के साथ बमबारी की जाती है, हल्के नाभिकों में अलग किया जा सकता है। इस प्रक्रिया को नाभिकीय विखंडन कहा जाता है।
• विखंडन तब होता है जब एक न्यूट्रॉन एक बड़े परमाणु पर प्रहार करता है, यह इसे उत्तेजित करके और दो हल्के परमाणुओं में विभाजित करता है - इन्हे विखंडन उत्पाद भी कहा जाता है।
• एक श्रृंखला अभिक्रिया उस प्रक्रिया को संदर्भित करती है जिसमें विखंडन अभिक्रिया में मुक्त न्यूट्रॉन कम से कम एक और नाभिक पर एक अतिरिक्त विखंडन अभिक्रिया करता है। परिणामस्वरूप यह नाभिक न्यूट्रॉन उत्पादित करता है और प्रक्रिया दोहराई जाती है।

• इस अभिक्रिया के दौरान, ऊर्जा की एक भारी मात्रा मुक्त की जाती है।

व्याख्या:

• विखंडन अभिक्रिया को आगे नियंत्रित और अनियंत्रित विखंडन अभिक्रियाओं में वर्गीकृत किया जा सकता है।
• नियंत्रित विखंडन में शृंखला अभिक्रिया नियंत्रित होती है और केवल नियंत्रित मात्रा में अभिक्रियाकी अनुमति होती है, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में परमाणु रिएक्टर नियंत्रित विखंडन अभिक्रिया के उदाहरणों में से एक हैं।
• और अनियंत्रित विखंडन शृंखला अभिक्रिया के लिए यह तब तक होने दिया जाता है जब तक कि विखंडन सामग्री खत्म नहीं हो जाती है, परमाणु बम एक अनियंत्रित विखंडन अभिक्रिया के उदाहरणों में से एक है।

अवधारणा:

न्यूट्रॉन:

• 1932 में जे. चाडविक ने एक और उप-परमाणु कण की खोज की, जिसका कोई आवेश नहीं था और जिसका द्रव्यमान एक प्रोटॉन के बराबर था। इसे अंततः न्यूट्रॉन नाम दिया गया।
• न्यूट्रॉन हाइड्रोजन को छोड़कर सभी परमाणुओं के केंद्रक में मौजूद होते हैं।
• सामान्य तौर पर, एक न्यूट्रॉन को 'n' के रूप में दर्शाया जाता है।
• न्यूट्रॉन का द्रव्यमान 1.6750 x 10^-27 kg है।
• एक परमाणु का द्रव्यमान नाभिक में मौजूद प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के योग द्वारा दिया जाता है।

व्याख्या:

• न्यूट्रॉन और प्रोटॉन एक परमाणु के नाभिक में पाए जाते हैं।
• प्रोटॉन जिनमें एक धनात्मक आवेश और इलेक्ट्रॉन जिनमें एक ऋणात्मक आवेश होता है उनके विपरीत न्यूट्रॉन पर शून्य आवेश होता है जिसका मतलब है कि वे तटस्थ कण हैं।
• ऊपर से यह स्पष्ट है कि न्यूट्रॉन का द्रव्यमान 1.6750 x 10-27 kg है। इसलिए विकल्प 1 सही है।

अवधारणा:

नाभिक को प्रोटॉन की संख्या (परमाणु संख्या) या न्युक्लियोन की कुल संख्या (द्रव्यमान संख्या) के आधार पर वर्गीकृत किया गया है:

• समस्थानिक: एक तत्व के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या समान है लेकिन द्रव्यमान संख्या अलग है को समस्थानिक कहा जाता है। सभी समस्थानिकों में समान रासायनिक गुण होते हैं।
•  समभारिक: नाभिक जिनके पास समान द्रव्यमान संख्या (A) होती है लेकिन एक अलग परमाणु संख्या (Z) है को  समभारिक कहा जाता है। 
•  सम-न्यूट्रॉनिक: समान संख्या में न्यूट्रॉन के नाभिक को सम-न्यूट्रॉनिक कहा जाता है। उनके लिए परमाणु संख्या (Z) और द्रव्यमान संख्या (A) दोनों अलग-अलग हैं, लेकिन (A - Z) का मान समान है।

व्याख्या:

• ऊपर से यह स्पष्ट है कि एक तत्व के परमाणु जिनकी परमाणु संख्या समान है लेकिन द्रव्यमान संख्या अलग है को समस्थानिक कहा जाता है।इसलिए विकल्प 1 सही है।
• सभी समस्थानिकों में समान रासायनिक गुण होते हैं।

सही उत्‍तर परमाणु संलयन है।

Key Points

• सूर्य ऊर्जा
  • पृथ्वी पर सभी चीजों को किसी न किसी तरह से ऊर्जा की निरंतर आवश्यकता होती है।
  • मनुष्य और जानवर अपने भोजन से ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
  • यह अप्रत्यक्ष रूप से पौधों से प्राप्त होता है।
  • पौधे प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऊर्जा प्राप्त करते हैं जहां वे सूर्य से प्रकाश ऊर्जा को ऊर्जा के अपने उपयोगी रूप में परिवर्तित करते हैं।
  • चन्द्रमा को भी अपना प्रकाश सूर्य के प्रकाश के परावर्तन से प्राप्त होता है।
  • अत:, एकमात्र स्रोत जो हमें लगातार ऊर्जा देता है वह सूर्य है।
  • सूर्य में ऊर्जा नाभिकीय संलयन द्वारा उत्पन्न होती है। अत:, विकल्प 1 सही है।
  • परमाणु संलयन तब होता है जब दो हाइड्रोजन परमाणु मिलकर हीलियम परमाणु बनाते हैं।
  • जब सूर्य में हाइड्रोजन परमाणु खत्म हो जाते हैं, हीलियम परमाणु कार्बन परमाणु बनाने के लिए फ्यूज करना शुरू कर देंगे, फिर कार्बन परमाणु सिलिकॉन बनाने के लिए फ्यूज हो जाएंगे और अभिक्रिया समाप्त हो जाएगी जब सूर्य में बचे अंतिम परमाणु लौह बन जाएंगे।
  • चूंकि लोहा सबसे स्थिर तत्व है, इसलिए लोहा आगे संलयन से नहीं गुजरता है।
  • इस प्रकार सूर्य में ऊर्जा का उत्पादन समाप्त हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप सूर्य का पतन हो जाएगा और अंततः सूर्य का अंत हो जायेगा।

Additional Information

• परमाणु विखंडन
  • यह नाभिक (आमतौर पर बड़े नाभिक) को अलग करने की प्रक्रिया है।
  • जब बड़े नाभिक, जैसे यूरेनियम-235, विखंडन, ऊर्जा मुक्त होते हैं।
  • इतनी ऊर्जा मुक्त होती है कि द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता से द्रव्यमान में एक मापनीय कमी होती है।
  • इसका मतलब है कि कुछ द्रव्यमान ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।
• एक रासायनिक प्रतिक्रिया
  • यह एक प्रक्रिया है जो रासायनिक पदार्थों के एक सेट के दूसरे सेट के रासायनिक परिवर्तन की ओर ले जाती है।
• यांत्रिक ऊर्जा
  • यह स्थितिज ऊर्जा और गतिज ऊर्जा का योग है।
  • यह एक प्रणाली से जुड़ी मैक्रोस्कोपिक ऊर्जा है।
  • यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत में कहा गया है कि यदि एक पृथक प्रणाली केवल रूढ़िवादी बलों के अधीन है, तो यांत्रिक ऊर्जा स्थिर है।

किसी वस्तु का परिशून्यन पूर्ण विनाश है। भौतिकी में, जब एक कण और उनके प्रतिकण टकराते हैं और गायब हो जाते हैं और ऊर्जा मुक्त करते हैं, तो उसे परिशून्यन (अनाइलैशन) कहा जाता है।

इलेक्ट्रॉन -पोज़िट्रॉन परिशून्यन ​:

1) पृथ्वी पर सबसे आम परिशून्यन एक इलेक्ट्रॉन और उसके प्रतिकण,एक पोज़िट्रॉन के बीच होता है।

2) वे इस प्रक्रिया में दो गामा-किरणों को मुक्त करते हुए परिशून्यन करते हैं और अदृश्य हो जाते हैं।

3) कण लुप्त हुए प्रतीत होते हैं और पूर्ण ऊर्जा गामा किरणों (फोटॉन) में स्थानांतरित हो गई है।

परिशून्यन से उत्पन्न ऊर्जा (E) की मात्रा द्रव्यमान (m) के बराबर होती है जो निर्वात (c) में प्रकाश की गति के वर्ग से गुणा हो जाती है।

E = mc² 

एक इलेक्ट्रॉन और पोज़िट्रॉन का शेष द्रव्यमान 9.109×10⁻³¹ kg है

दोनों के टकराने पर मुक्त हुई ऊर्जा:

E = 2 ×  mc2 

E = 2 × 9.109×10−31 × (3 × 10⁸)²

E = 163.962 × 10^-15 J

अब, हम जानते हैं कि 1 eV = 1.602 × 10^-19 J

∴ इलेक्ट्रान-वोल्ट(eV) में मुक्त ऊर्जा होगी:

= \(\frac{163.962 ×10^{-15}}{1.6×10^{-19}} ~eV\) 

= 102.47 × 10⁴ eV

= 1.02 MeV

सही उत्तर नियंत्रित शृंखला अभिक्रिया है।

• एक परमाणु रिएक्टर एक उपकरण है जिसमें परमाणु प्रतिक्रियाएं उत्पन्न होती हैं, और श्रृंखला प्रतिक्रिया को बड़ी मात्रा में स्थिर गर्मी जारी करने के लिए नियंत्रित किया जाता है, जिससे ऊर्जा का उत्पादन होता है।

Key Points

• नाभिकीय विखंडन वह प्रक्रिया है जिसमें एक परमाणु का नाभिक विभाजित होता है, जिससे हल्के परमाणु और न्यूट्रॉन के नाभिक बनते हैं।
• इन उत्पादों का द्रव्यमान मूल द्रव्यमान से कम है।
• परमाणु रिएक्टर परमाणु ऊर्जा संयंत्र का दिल हैं।​​

वे परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को धारण और नियंत्रित करते हैं जो विखंडन नामक एक शारीरिक प्रक्रिया के माध्यम से गर्मी पैदा करते हैं।

• ऊष्मा का उपयोग भाप बनाने के लिए किया जाता है जो बिजली बनाने के लिए टरबाइन से घूमती है।

Additional Information

• संयुक्त राज्य अमेरिका में 95 सहित दुनिया भर में 450 से अधिक वाणिज्यिक रिएक्टरों के साथ, परमाणु ऊर्जा उपलब्ध कार्बन-मुक्त बिजली के सबसे बड़े स्रोतों में से एक है।
• परमाणु ईंधन के लिए रिएक्टर यूरेनियम का उपयोग करते हैं।
  • यूरेनियम को छोटे सिरेमिक छर्रों में संसाधित किया जाता है और एक साथ सील धातु ट्यूबों में ढेर है जिसे ईंधन की छड़ कहा जाता है।
  • आमतौर पर इनमें से 200 से अधिक छड़ें एक साथ मिलकर एक ईंधन असेंबली बनाई जाती हैं।
  • एक रिएक्टर आन्तरक आमतौर पर बिजली के स्तर के आधार पर, सौ विधानसभाओं के एक जोड़े से बना होता है।
• एक रिएक्टर का मुख्य काम परमाणु विखंडन को सदन और नियंत्रित करना है - एक प्रक्रिया जहां परमाणु विभाजित होते हैं और ऊर्जा जारी करते हैं।
• संयुक्त राज्य अमेरिका में सभी वाणिज्यिक परमाणु रिएक्टर हल्के जल रिएक्टर हैं।
• इसका मतलब है कि वे एक शीतलक और न्यूट्रॉन मध्यस्थ के रूप में सामान्य पानी का उपयोग करते हैं।