সাধারণ বিজ্ঞান
পদার্থবিজ্ঞান ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞান
কসমিক রে
মহাজাগতিক রশ্মি
Cosmic Rays | Radioactivity | Nuclear Physics | Particle Physics
CR পরিচিতি | CR প্রকৃতি | নিউক্লিয়ার | কণা পদার্থ | ডিটেক্টর | বিগত প্রশ্ন |
কসমিক রে — আবিষ্কার ও ঐতিহাসিক পটভূমি
কসমিক রে কী?
কসমিক রে (Cosmic Ray) বা মহাজাগতিক রশ্মি হলো মহাকাশ থেকে পৃথিবীতে আসা অত্যন্ত উচ্চশক্তির আধানযুক্ত কণার প্রবাহ। নামে 'রশ্মি' থাকলেও এগুলো আসলে কণা — প্রধানত প্রোটন, আলফা কণা ও ভারী পরমাণুর নিউক্লিয়াস। এগুলো আলোর কাছাকাছি গতিতে মহাকাশে ছুটে চলে এবং পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করে।
বিষয় | তথ্য |
পূর্ণ নাম | Cosmic Ray — মহাজাগতিক রশ্মি / মহাকাশীয় রশ্মি |
আবিষ্কারক | ভিক্টর হেস (Victor Franz Hess) — অস্ট্রিয়ান পদার্থবিজ্ঞানী |
আবিষ্কারের সাল | ১৯১২ সাল (বেলুন পরীক্ষার মাধ্যমে) |
নোবেল পুরস্কার | ভিক্টর হেস — ১৯৩৬ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পান |
'Cosmic Rays' নামকরণ | রবার্ট মিলিকান (Robert A. Millikan) — ১৯২৫ সালে |
প্রকৃতি | প্রধানত আধানযুক্ত কণা (Charged Particles) — তরঙ্গ নয়! |
প্রধান উপাদান | প্রোটন (~৮৯%), আলফা কণা (~১০%), ভারী নিউক্লিয়াস (~১%) |
শক্তির পরিসর | ১০⁹ eV থেকে ১০²⁰ eV পর্যন্ত (অত্যন্ত বিস্তৃত) |
বাংলাদেশে প্রাসঙ্গিকতা | পরীক্ষায় আবিষ্কারক ও সম্পর্কিত কণার প্রশ্ন সবচেয়ে বেশি |
ভিক্টর হেসের ঐতিহাসিক বেলুন পরীক্ষা (১৯১২)
১৯১২ সালের ৭ই আগস্ট ভিক্টর হেস বেলুনে চড়ে ৫,৩৫০ মিটার (প্রায় ৫.৩৫ কিমি) উচ্চতায় ওঠেন এবং বিভিন্ন উচ্চতায় আয়নীকরণের পরিমাণ পরিমাপ করেন। তার পূর্বে ধারণা ছিল বিকিরণ মাটি থেকে আসে।
উচ্চতা | আয়নীকরণ হার | পর্যবেক্ষণ |
সমুদ্রপৃষ্ঠ | ভিত্তি মান | মাটি থেকে রেডিয়েশন |
১,০০০–২,০০০ মিটার | কিছুটা কমে | প্রত্যাশা: মাটির রেডিয়েশন কমবে |
২,০০০–৫,০০০ মিটার | ক্রমশ বাড়তে থাকে | অপ্রত্যাশিত! উপর থেকে আসছে |
৫,৩৫০ মিটার | সমুদ্রপৃষ্ঠের চেয়ে দ্বিগুণ | সিদ্ধান্ত: মহাকাশ থেকে রশ্মি আসছে! |
হেস রাতেও পরীক্ষা করেন এবং দেখেন সূর্যাস্তের পরেও বিকিরণ কমে না। এর ফলে তিনি নিশ্চিত হন যে এই রশ্মি সূর্য থেকে আসছে না — মহাকাশের অন্য উৎস থেকে আসছে।
কসমিক রে গবেষণার কালক্রম
সাল | ঘটনা | বিজ্ঞানী |
১৯০৯ | উচ্চতায় আয়নীকরণ পরিমাপের প্রাথমিক চেষ্টা | Theodor Wulf |
১৯১২ | বেলুনে উড়ে কসমিক রে আবিষ্কার | Victor Hess (নোবেল ১৯৩৬) |
১৯১৩ | হেসের পরীক্ষা নিশ্চিত করেন | Werner Kolhörster |
১৯২৫ | 'Cosmic Rays' নামকরণ | Robert A. Millikan |
১৯৩২ | পজিট্রন (Positron) আবিষ্কার — CR গবেষণায় | Carl D. Anderson (নোবেল ১৯৩৬) |
১৯৩৩ | CR পৃথিবীর চুম্বকক্ষেত্র দ্বারা বাঁকে প্রমাণ | Arthur Compton |
১৯৩৬ | মিউওন (Muon) আবিষ্কার — CR শাওয়ারে | Anderson ও Neddermeyer |
১৯৩৮ | Extensive Air Shower আবিষ্কার | Pierre Auger |
১৯৪৭ | পাইওন (Pion/π Meson) আবিষ্কার | Cecil Powell (নোবেল ১৯৫০) |
১৯৫১ | কায়ন (Kaon/K Meson) আবিষ্কার | Various researchers |
১৯৬২ | সর্বোচ্চ শক্তির CR পর্যবেক্ষণ | Volcano Ranch Observatory |
১৯৯১ | Oh-My-God Particle আবিষ্কার (~3×10²⁰ eV) | Fly's Eye Observatory, Utah |
🧠 মনে রাখার মেগা ট্রিক — আবিষ্কারক ও সাল |
১৯১২ → হেস (CR আবিষ্কার); ১৯২৫ → মিলিকান ('Cosmic Rays' নামকরণ)। |
১৯৩২ → অ্যান্ডারসন (পজিট্রন = ইলেকট্রনের প্রতিকণা, CR-এ আবিষ্কৃত)। |
১৯৩৬ → মিউওন; ১৯৪৭ → পাইওন (পাওয়েল, নোবেল ১৯৫০)। |
হেস ও অ্যান্ডারসন একই বছর (১৯৩৬) নোবেল পান। |
CR থেকে নতুন কণা আবিষ্কারের ক্রম: পজিট্রন → মিউওন → পাইওন → কায়ন। |
|
কসমিক রের প্রকৃতি, গঠন ও শ্রেণিবিভাগ
কসমিকরের গঠন
উপাদান | শতকরা হার | আধান | বৈশিষ্ট্য |
প্রোটন (Proton / H nucleus) | ~৮৯% | +১ | একক ধনাত্মক; সবচেয়ে সাধারণ |
আলফা কণা (He-4 nucleus) | ~১০% | +২ | ২ প্রোটন + ২ নিউট্রন = হিলিয়াম নিউক্লিয়াস |
কার্বন, অক্সিজেন নিউক্লিয়াস | ~১% | +৬ থেকে +৮ | ভারী নিউক্লিয়াস |
আয়রন নিউক্লিয়াস (Fe) | ~০.১% | +২৬ | সবচেয়ে ভারী সাধারণ CR উপাদান |
ইলেকট্রন ও পজিট্রন | অতি অল্প | −১ ও +১ | মহাকাশীয় উৎস থেকে |
গামা রশ্মি (Photon) | অতি অল্প | ০ | নিরপেক্ষ; মহাজাগতিক উৎস |
নিউট্রিনো (Neutrino) | অত্যন্ত কম | ০ | ভেদন ক্ষমতা অসীম প্রায় |
প্রাথমিক ও মাধ্যমিক কসমিক রে তুলনা
বৈশিষ্ট্য | প্রাথমিক CR (Primary) | মাধ্যমিক CR (Secondary) |
উৎস | মহাকাশ থেকে সরাসরি | প্রাথমিক CR + বায়ু সংঘর্ষ |
অবস্থান | বায়ুমণ্ডলের উপরে (উচ্চতায়) | বায়ুমণ্ডলের ভেতরে, মাটিতে |
উপাদান | প্রোটন, আলফা, ভারী আয়ন | পিওন, মিউওন, ইলেকট্রন, নিউট্রিনো |
শক্তি | অতি উচ্চ | তুলনামূলক কম (ভাগ হয়ে যায়) |
আমরা পাই কি? | সরাসরি পাই না (বায়ুমণ্ডল শোষণ করে) | মাটিতে মূলত মিউওন পাই |
গবেষণা পদ্ধতি | উপগ্রহ ও বেলুনে পরিমাপ | মাটিতে ডিটেক্টরে পরিমাপ |
কসমিক রে শাওয়ার (Cosmic Ray Shower / Air Shower)
যখন প্রাথমিক কসমিক রে বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করে, তখন বায়ু অণুর নিউক্লিয়াসের সাথে সংঘর্ষে একটি ক্যাসকেড প্রক্রিয়া শুরু হয়। এই প্রক্রিয়াকে Extensive Air Shower (EAS) বলে।
ধাপ | প্রক্রিয়া | উৎপন্ন কণা |
১ম সংঘর্ষ | প্রাথমিক CR (প্রোটন) + বায়ু নিউক্লিয়াস | π⁺, π⁻, π⁰ (পিওন) |
২য় ধাপ | চার্জযুক্ত পিওন ক্ষয় (Decay) | μ (মিউওন) + νμ (নিউট্রিনো) |
৩য় ধাপ | নিরপেক্ষ পিওন (π⁰) ক্ষয় | ২টি γ (গামা রশ্মি) |
৪র্থ ধাপ | গামা রশ্মির জোড়া উৎপাদন | e⁻ + e⁺ (ইলেকট্রন-পজিট্রন) |
৫ম ধাপ | ইলেকট্রন-পজিট্রন ব্রেমস্ট্রালুং | আরও গামা রশ্মি → পুনরাবৃত্তি |
চূড়ান্ত | মাটিতে পৌঁছানো | মূলত μ (মিউওন) ও νe (নিউট্রিনো) |
💡 বিশেষ নোট — কসমিক রে শাওয়ারের বিশেষত্ব |
১টি উচ্চশক্তির প্রাথমিক CR → বায়ুমণ্ডলে লক্ষ লক্ষ মাধ্যমিক কণা। |
Pierre Auger (১৯৩৮) প্রথম Extensive Air Shower আবিষ্কার করেন। |
মিউওন সবচেয়ে বেশি মাটি পর্যন্ত পৌঁছায় — খনিতেও পাওয়া যায়। |
মিউওন পৃথিবীর মাটির কয়েক কিলোমিটার নিচেও পৌঁছাতে পারে। |
নিউট্রিনো পৃথিবীকে সম্পূর্ণ ভেদ করে পার হয়ে যায়। |
|
কসমিক রের শক্তি, উৎস ও পৃথিবীতে পৌঁছানো
কসমিক রের শক্তির পরিসর
শ্রেণি | শক্তির পরিসর | উৎস (অনুমান) | বৈশিষ্ট্য |
সৌর CR | ≤ ১ GeV | সূর্যের সোলার ফ্লেয়ার | পৃথিবীর চুম্বকক্ষেত্রে আটকায় |
সাধারণ CR | ১ GeV – ১ PeV | আকাশগঙ্গার সুপারনোভা | সবচেয়ে বেশি সংখ্যক |
Knee Region | ১ PeV – ১ EeV | ছায়াপথের বাইরে | এই অঞ্চলে বর্ণালি বাঁকে |
Ankle Region | ~ ১ EeV | ছায়াপথের অনেক বাইরে | অন্য ছায়াপথ থেকে? |
UHECR | ≥ ৬×10¹⁹ eV (GZK limit) | AGN, GRB? | GZK সীমা অতিক্রম করে |
Oh-My-God Particle | ~৩×10²⁰ eV | অজানা | শক্তি: টেনিস বলের গতির সমান! |
GZK সীমা (Greisen–Zatsepin–Kuzmin Limit)
১৯৬৬ সালে Greisen, Zatsepin ও Kuzmin তত্ত্ব দেন যে ৫×10¹⁹ eV-এর উপরে শক্তির CR কণাগুলো মহাকাশীয় মাইক্রোওয়েভ পটভূমি বিকিরণের (CMB) সাথে সংঘর্ষে শক্তি হারায়। তাই ৫০ Mpc দূরের চেয়ে বেশি দূর থেকে এই শক্তিতে আসা সম্ভব নয়।
বিষয় | তথ্য |
GZK সীমা | ~৬×10¹⁹ eV (প্রায় ৬×10¹⁰ GeV) |
সীমার কারণ | CMB ফোটনের সাথে সংঘর্ষে পাইওন উৎপন্ন হয় → শক্তি কমে |
সর্বোচ্চ দূরত্ব | ~৫০ Mpc (১৫০ মিলিয়ন আলোকবর্ষ) |
Oh-My-God Particle | GZK সীমা লঙ্ঘন করেছিল → এখনো রহস্য! |
GZK কাটঅফ প্রমাণ | HiRes (2008) ও Auger Observatory প্রমাণ করেছে |
কসমিক রের উৎস
উৎস | শক্তি মাত্রা | প্রক্রিয়া | উদাহরণ |
সূর্য (Solar CR) | কম (GeV) | সোলার ফ্লেয়ারে চুম্বকক্ষেত্র CR ত্বরান্বিত করে | SPE (Solar Proton Events) |
সুপারনোভা (Supernova) | মাঝারি-উচ্চ | বিস্ফোরণের ধাক্কায় CR ত্বরান্বিত | Crab Nebula, Tycho SN |
পালসার (Pulsar) | উচ্চ | দ্রুত ঘূর্ণনে চুম্বকক্ষেত্রে ত্বরণ | Crab Pulsar |
Supernovae Remnants | উচ্চ | Fermi Acceleration (শকওয়েভে ত্বরণ) | IC 443, W44 |
Active Galactic Nuclei | অতি-উচ্চ | ব্ল্যাক হোলের আশপাশে শক্তিশালী jet | M87, Centaurus A |
Gamma Ray Bursts | সর্বোচ্চ | মহাবিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী বিস্ফোরণ | অনেক GRB ঘটনা |
মহাজাগতিক চৌম্বক ক্ষেত্র | পরিবর্তনশীল | CR-কে বাঁকিয়ে ত্বরান্বিত করে | ছায়াপথ জুড়ে |
Fermi Acceleration তত্ত্ব
Enrico Fermi ১৯৪৯ সালে ব্যাখ্যা দেন কীভাবে CR কণা বারবার ধাক্কা খেয়ে শক্তি অর্জন করে। সুপারনোভা শকওয়েভে কণা ও শকওয়েভের মধ্যে বারবার সংঘর্ষে কণার শক্তি ঘাতাঙ্কীয় হারে বাড়ে।
প্রক্রিয়া | বিবরণ |
1ম অর্ডার Fermi | সুপারনোভা শকওয়েভ — CR কণা বারবার শকওয়েভ পার হয়ে শক্তি পায় |
2য় অর্ডার Fermi | আন্তঃনাক্ষত্রিক মেঘের সাথে সংঘর্ষ — গড়ে শক্তি বাড়ে |
ফলাফল | Power law energy spectrum → E⁻²·⁷ বর্ণালি ব্যাখ্যা করে |
সীমা | Knee energy (~10¹⁵ eV) পর্যন্ত সুপারনোভা ব্যাখ্যা দিতে পারে |
🧠 মনে রাখার ট্রিক — CR উৎস |
কম শক্তি = সূর্য; মাঝারি = সুপারনোভা; বেশি = AGN; সর্বোচ্চ = GRB। |
Fermi Acceleration = বারবার সংঘর্ষে শক্তি অর্জন — 'Fermi = ফেরি করে শক্তি পাঠায়'। |
GZK Limit: ৬×10¹⁹ eV-এর উপরে CR বেশি দূর থেকে আসতে পারে না। |
Oh-My-God Particle: ১৯৯১ সালে Utah-তে আবিষ্কৃত সর্বোচ্চ শক্তির CR। |
|
পৃথিবীতে কসমিক রের প্রভাব ও তাৎপর্য
বায়ুমণ্ডলে প্রভাব
প্রভাব | বিবরণ | গুরুত্ব |
আয়নোস্ফিয়ার গঠন | CR বায়ুমণ্ডলের উপরিভাগ আয়নিত করে | রেডিও তরঙ্গ প্রতিফলিত → বেতার যোগাযোগ |
কার্বন-১৪ উৎপাদন | N-14 + n → C-14 + p (বায়ুমণ্ডলে) | রেডিওকার্বন ডেটিং — প্রত্নতত্ত্বে ব্যবহার |
বেরিলিয়াম-১০ | Be-10 উৎপাদন — হিমবাহে জমে | প্রাচীন CR কার্যকলাপ গবেষণায় |
ওজোন স্তরে প্রভাব | CR ওজোন (O₃) অণু ভাঙতে পারে | উচ্চশক্তির CR ওজোন স্তরে প্রভাব ফেলে |
বজ্রপাতে ভূমিকা | CR মেঘে আয়নীকরণ ঘটায় → চার্জ পৃথকীকরণ | বিদ্যুৎ ঝড়ে CR-এর ভূমিকা সম্ভাব্য |
রেডিওকার্বন ডেটিং — বিস্তারিত
কার্বন-১৪ রেডিওকার্বন ডেটিং প্রত্নতাত্ত্বিক বয়স নির্ণয়ে বিপ্লব এনেছে। এই পদ্ধতি আবিষ্কার করেন Willard Libby — ১৯৪৯ সালে। এর জন্য তিনি ১৯৬০ সালে নোবেল পুরস্কার পান।
বায়ুমণ্ডলে: N-14 + n (CR) → C-14 + H C-14 অর্ধজীবন = ৫,৭৩০ বছর → জীবের মৃত্যুর পর C-14 ক্ষয় হতে থাকে |
ধাপ | বিবরণ |
CR নিউট্রন উৎপাদন | প্রাথমিক CR বায়ুতে নিউট্রন তৈরি করে |
C-14 তৈরি | নিউট্রন + N-14 → C-14 (তেজস্ক্রিয়) + প্রোটন |
CO₂ তৈরি | C-14 + O₂ → ¹⁴CO₂ (বায়ুমণ্ডলে ছড়িয়ে পড়ে) |
জীব গ্রহণ | উদ্ভিদ ¹⁴CO₂ গ্রহণ করে; প্রাণী উদ্ভিদ খেয়ে গ্রহণ করে |
মৃত্যুর পর | C-14 গ্রহণ বন্ধ; ক্ষয় শুরু (অর্ধজীবন ৫,৭৩০ বছর) |
বয়স নির্ণয় | অবশিষ্ট C-14 পরিমাপ করে বয়স গণনা করা হয় |
সীমা | ~৫০,০০০ বছর পর্যন্ত নির্ভরযোগ্য |
পৃথিবীর চুম্বকক্ষেত্র ও ভ্যান অ্যালেন বেল্ট
পৃথিবীর চুম্বকক্ষেত্র কম শক্তির CR কণাগুলো মেরু অঞ্চলের দিকে বাঁকিয়ে দেয়। উচ্চ শক্তির CR (≥10 GeV) চুম্বকক্ষেত্র ভেদ করে আসতে পারে।
বিষয় | তথ্য |
ভ্যান অ্যালেন বেল্ট (Van Allen Belt) | পৃথিবীর চুম্বকক্ষেত্রে আটকানো CR কণার দুটি বলয় |
অভ্যন্তরীণ বেল্ট (Inner Belt) | ৭০০–১৩,০০০ কিমি উচ্চতায়; প্রধানত প্রোটন |
বাহ্যিক বেল্ট (Outer Belt) | ১৩,০০০–৬০,০০০ কিমি উচ্চতায়; ইলেকট্রন |
আবিষ্কারক | James Van Allen — ১৯৫৮ সালে Explorer 1 উপগ্রহে |
Aurora Borealis | CR ও সৌর বায়ু পৃথিবীর মেরুতে বায়ুমণ্ডলে আঘাত → উত্তরীয় আলো |
মহাকাশচারীদের বিপদ | Van Allen Belt পার হওয়া মহাকাশচারীদের জন্য ঝুঁকিপূর্ণ |
মানুষ ও প্রযুক্তিতে CR-এর প্রভাব
ক্ষেত্র | প্রভাব | পরিমাণ/তথ্য |
বিমান যাত্রী ও পাইলট | উচ্চ উচ্চতায় CR ডোজ বেশি | পাইলটরা বছরে ~২-৫ mSv CR পান |
মহাকাশচারী | ISS-এ CR ডোজ পৃথিবীর ১৫০ গুণ | নাসা মহাকাশচারীর ডোজ সীমা নির্ধারণ করে |
উপগ্রহ ইলেকট্রনিক্স | Bit flip / Single Event Upset (SEU) | CR → মেমোরি ত্রুটি ঘটায় |
পারমাণবিক কেন্দ্র | CR মনিটর করতে হয় | পৃষ্ঠভূমি বিকিরণের অংশ |
জৈব মিউটেশন | ডিএনএ ক্ষতি করতে পারে | বিবর্তনে হয়তো ভূমিকা আছে |
ভূগর্ভস্থ খনি | মিউওন খনিতে পৌঁছায় | খনির চিত্রায়নে ব্যবহৃত (Muon tomography) |
⚠️ সতর্কতা — সাধারণ ভুল |
ভুল: CR = গামা রশ্মি। সঠিক: CR মূলত প্রোটন ও আলফা কণা (charged particles)। |
ভুল: CR আবিষ্কারক রাদারফোর্ড। সঠিক: ভিক্টর হেস (Victor Hess, ১৯১২)। |
ভুল: ভ্যান অ্যালেন বেল্ট CR তৈরি করে। সঠিক: CR কণা ধরে রাখে। |
ভুল: কার্বন ডেটিং আবিষ্কারক হেস। সঠিক: Willard Libby (নোবেল ১৯৬০)। |
|
তেজস্ক্রিয়তা (Radioactivity)
তেজস্ক্রিয়তা কী?
তেজস্ক্রিয়তা (Radioactivity) হলো সেই প্রাকৃতিক ঘটনা যেখানে একটি অস্থির নিউক্লিয়াস স্বতঃস্ফূর্তভাবে কণা বা তড়িৎ-চুম্বকীয় বিকিরণ নির্গত করে অন্য নিউক্লিয়াসে পরিণত হয়। এই প্রক্রিয়াকে নিউক্লিয়ার ক্ষয় (Nuclear Decay) বলে।
বিষয় | তথ্য |
আবিষ্কারক | হেনরি বেকারেল (Henri Becquerel) — ১৮৯৬ সাল |
কীভাবে আবিষ্কার | ইউরেনিয়াম লবণ ফটোগ্রাফিক প্লেট কালো করে দিচ্ছে দেখেন |
আরও গবেষণা | মেরি কুরি ও পিয়েরে কুরি বিস্তারিত গবেষণা করেন |
পোলোনিয়াম আবিষ্কার | মেরি কুরি — ১৮৯৮ (পোল্যান্ডের নামে নামকরণ) |
রেডিয়াম আবিষ্কার | মেরি কুরি ও পিয়েরে কুরি — ১৮৯৮ |
নোবেল পুরস্কার | বেকারেল ও কুরি দম্পতি — ১৯০৩ পদার্থবিজ্ঞানে |
মেরি কুরির ২য় নোবেল | রসায়নে — ১৯১১ (একমাত্র নারী দুইবার নোবেল পেয়েছেন) |
তেজস্ক্রিয়তার SI একক | বেকারেল (Bq); পুরোনো একক: কুরি (Ci) |
তিন ধরনের তেজস্ক্রিয় রশ্মির তুলনা
বৈশিষ্ট্য | আলফা (α) | বেটা (β⁻) | গামা (γ) |
প্রকৃতি | He-4 নিউক্লিয়াস (কণা) | দ্রুতগতির ইলেকট্রন (কণা) | তড়িৎ-চুম্বক তরঙ্গ (ফোটন) |
আবিষ্কারক | রাদারফোর্ড (১৮৯৮) | রাদারফোর্ড (১৮৯৮) | পল ভিলার (১৯০০) |
আধান | +২ (ধনাত্মক) | −১ (ঋণাত্মক) | ০ (নিরপেক্ষ) |
ভর | ৪ amu (ভারী) | অতি হালকা (≈০) | ০ |
গতি | আলোর ~৫% | আলোর ~৯০% পর্যন্ত | c (আলোর গতি) |
ভেদন ক্ষমতা | সবচেয়ে কম (কাগজে আটকায়) | মাঝারি (Al পাত থামায়) | সর্বোচ্চ (সীসা/কংক্রিট) |
আয়নীকরণ | সর্বোচ্চ | মাঝারি | সর্বনিম্ন |
তড়িৎক্ষেত্রে | ধনাত্মক দিকে বাঁকে | ঋণাত্মক দিকে বাঁকে | প্রভাবিত হয় না |
চুম্বকক্ষেত্রে | বাঁকে | বিপরীত দিকে বাঁকে | প্রভাবিত হয় না |
তরঙ্গদৈর্ঘ্য | কণা (N/A) | কণা (N/A) | < ০.০১ nm |
শক্তি (সাধারণত) | ৪–৯ MeV | ০.০১–৩ MeV | ০.১–৫ MeV |
সুরক্ষা | কাগজ, ত্বক | অ্যালুমিনিয়াম পাত | পুরু সীসা / কংক্রিট |
ব্যবহার | ক্যান্সার চিকিৎসায় (ব্র্যাকিথেরাপি) | PET স্ক্যান (β⁺ ব্যবহার) | ক্যান্সার চিকিৎসা, স্টেরিলাইজেশন |
উদাহরণ | U-238 → Th-234 + α | C-14 → N-14 + β⁻ | Co-60 → γ নির্গত |
অর্ধজীবন (Half-Life)
অর্ধজীবন (Half-Life, T½) হলো কোনো তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধেক পরিমাণ ক্ষয় হতে যে সময় লাগে।
N(t) = N₀ × (1/2)^(t/T½) N₀ = প্রাথমিক পরিমাণ; t = সময়; T½ = অর্ধজীবন |
মৌল | প্রতীক | অর্ধজীবন | ব্যবহার |
কার্বন-১৪ | C-14 | ৫,৭৩০ বছর | রেডিওকার্বন ডেটিং |
ইউরেনিয়াম-২৩৮ | U-238 | ৪.৫ বিলিয়ন বছর | পৃথিবীর বয়স নির্ণয় |
রেডিয়াম-২২৬ | Ra-226 | ১,৬০০ বছর | ঐতিহাসিক চিকিৎসায় |
আয়োডিন-১৩১ | I-131 | ৮ দিন | থাইরয়েড চিকিৎসায় |
কোবাল্ট-৬০ | Co-60 | ৫.৩ বছর | ক্যান্সার চিকিৎসা (γ) |
পোলোনিয়াম-২১০ | Po-210 | ১৩৮ দিন | বিষ হিসেবে ব্যবহৃত হয়েছে |
ট্রিটিয়াম (H-3) | ³H | ১২.৩ বছর | হাইড্রোজেন বোমায় |
টেকনেশিয়াম-৯৯m | Tc-99m | ৬ ঘণ্টা | মেডিকেল ইমেজিং (সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত) |
🧠 মনে রাখার ট্রিক — তেজস্ক্রিয়তা |
ভেদন ক্ষমতা: γ > β > α — 'গ-বে-আ' (বড় থেকে ছোট)। |
আয়নীকরণ: α > β > γ — ভেদনের ঠিক বিপরীত। |
α কণা = He নিউক্লিয়াস = 2p + 2n = ভারী ও ধীর। |
γ রশ্মি = তরঙ্গ; α, β = কণা। এটি সবচেয়ে বেশি ভুল হয়। |
অর্ধজীবন মনে রাখো: C-14 = ৫৭৩০ বছর (৫৭৩০ = ৫+৭+৩+০ = ১৫? — না, শুধু মুখস্থ করো!)। |
সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত মেডিকেল আইসোটোপ: Tc-99m (অর্ধজীবন ৬ ঘণ্টা)। |
|
নিউক্লিয়ার ফিশন ও ফিউশন (Nuclear Fission & Fusion)
নিউক্লিয়ার ফিশন (Nuclear Fission)
নিউক্লিয়ার ফিশন হলো একটি ভারী নিউক্লিয়াস (যেমন U-235) একটি নিউট্রনের আঘাতে দুটি হালকা নিউক্লিয়াসে বিভাজিত হওয়া এবং প্রচুর শক্তি মুক্ত করা।
U-235 + n → Kr-92 + Ba-141 + 3n + শক্তি ফিশন বিক্রিয়া — প্রতিটি বিভাজনে ~200 MeV শক্তি মুক্ত হয় |
বিষয় | তথ্য |
আবিষ্কারক | অটো হান (Otto Hahn), ফ্রিটজ স্ট্রাসম্যান (Fritz Strassmann) — ১৯৩৮ |
তাত্ত্বিক ব্যাখ্যা | লিজ মেইটনার (Lise Meitner) ও অটো ফ্রিশ — ১৯৩৯ |
নোবেল পুরস্কার | অটো হান — ১৯৪৪ (লিজ মেইটনার পাননি — বিতর্কিত) |
পারমাণবিক বোমা | ফিশন নীতিতে — ইউরেনিয়াম (Little Boy) ও প্লুটোনিয়াম (Fat Man) |
পারমাণবিক বোমার আবিষ্কারক | অটো হান (তত্ত্ব); J. Robert Oppenheimer (Manhattan Project) |
প্রথম পারমাণবিক চুল্লি | CP-1 (Chicago Pile-1), Enrico Fermi — ১৯৪২ |
ভারতের প্রথম পারমাণবিক চুল্লি | অপ্সরা (Apsara) — ১৯৫৬ |
বাংলাদেশের পারমাণবিক কেন্দ্র | রূপপুর পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র, পাবনা (নির্মাণাধীন) |
শৃঙ্খল বিক্রিয়া (Chain Reaction) | ১টি নিউট্রন → ৩টি নিউট্রন → তারা আরও ফিশন ঘটায় |
পারমাণবিক চুল্লিতে নিয়ন্ত্রণ | গ্রাফাইট বা ভারী পানি নিউট্রন ধীর করে; বোরন নিউট্রন শোষণ করে |
নিউক্লিয়ার ফিউশন (Nuclear Fusion)
নিউক্লিয়ার ফিউশন হলো দুটি হালকা নিউক্লিয়াস একত্রিত হয়ে একটি ভারী নিউক্লিয়াস তৈরি করা এবং বিপুল শক্তি মুক্ত করা। এটি সূর্য ও তারার শক্তির উৎস।
H-2 + H-3 → He-4 + n + ১৭.৬ MeV ফিউশন বিক্রিয়া — হাইড্রোজেন বোমার নীতি ও সূর্যের শক্তির উৎস |
বিষয় | ফিশন (Fission) | ফিউশন (Fusion) |
প্রক্রিয়া | বড় নিউক্লিয়াস ভাঙা | ছোট নিউক্লিয়াস জোড়া লাগানো |
জ্বালানি | U-235, Pu-239 | Deuterium (H-2), Tritium (H-3) |
শক্তি উৎপাদন | বেশি | আরও অনেক বেশি (মৌল প্রতি) |
তাপমাত্রা | স্বাভাবিক তাপমাত্রায় সম্ভব | কোটি ডিগ্রি সেলসিয়াস লাগে |
বর্জ্য | তেজস্ক্রিয় বর্জ্য বেশি | তেজস্ক্রিয় বর্জ্য কম |
প্রয়োগ | পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র, A-bomb | H-bomb (এখনো নিয়ন্ত্রিত প্রয়োগ নেই) |
ফিউশনে তাপমাত্রা | N/A | ১০ লক্ষ ডিগ্রি সেলসিয়াস বা তার বেশি |
উৎপাদন পদ্ধতি | ধীর নিউট্রন দিয়ে | অতি উচ্চ তাপ ও চাপ |
হাইড্রোজেন বোমা | ফিশন trigger দিয়ে ফিউশন শুরু | অটো হানের ফিশন ব্যবহার করে |
💡 বিশেষ নোট — পারমাণবিক বোমা |
পারমাণবিক বোমা (A-bomb): নিউক্লিয়ার ফিশন নীতিতে — ইউরেনিয়াম বা প্লুটোনিয়াম। |
হাইড্রোজেন বোমা (H-bomb): প্রথমে ফিশন, তারপর ফিউশন — অনেক বেশি শক্তিশালী। |
পারমাণবিক বোমা আবিষ্কারক: অটো হান (Fission); H-bomb: অটো হান ও Edward Teller। |
প্রথম A-bomb: 'Trinity test' — ১৬ জুলাই ১৯৪৫, নিউ মেক্সিকো। |
হিরোশিমা বোমা: 'Little Boy' (U-235); নাগাসাকি: 'Fat Man' (Pu-239) — ৬ ও ৯ আগস্ট ১৯৪৫। |
সূর্যের শক্তি উৎপন্ন হয়: পরমাণু ফিউশন (Nuclear Fusion) পদ্ধতিতে। |
|
CR গবেষণায় আবিষ্কৃত কণা ও কণা পদার্থবিজ্ঞান
CR গবেষণায় আবিষ্কৃত প্রধান কণাসমূহ
কণা | প্রতীক | আবিষ্কারক | সাল | নোবেল | বৈশিষ্ট্য |
পজিট্রন (Positron) | e⁺ | Carl Anderson | ১৯৩২ | ১৯৩৬ | ইলেকট্রনের প্রতিকণা; আধান +১ |
মিউওন (Muon) | μ | Anderson & Neddermeyer | ১৯৩৬ | — | ইলেকট্রনের ভারী ভাই; আধান −১ |
পাইওন (Pion/π) | π⁺,π⁻,π⁰ | Cecil Powell | ১৯৪৭ | ১৯৫০ | মেসন; নিউক্লিয়ার বলের মাধ্যম |
কায়ন (Kaon/K) | K | Various | ১৯৪৭ | — | স্ট্রেঞ্জ মেসন |
ল্যামডা (Lambda) | Λ | Manchester Group | ১৯৫০ | — | প্রথম হাইপেরন |
সিগমা (Sigma) | Σ | Various | ১৯৫৩ | — | আরেকটি হাইপেরন |
পজিট্রন
পজিট্রন হলো ইলেকট্রনের প্রতিকণা (Antiparticle)। Paul Dirac ১৯২৮ সালে তাত্ত্বিকভাবে প্রতিকণার ভবিষ্যদ্বাণী করেন। ১৯৩২ সালে Carl Anderson ক্লাউড চেম্বারে CR শাওয়ার পর্যবেক্ষণ করতে গিয়ে পজিট্রন আবিষ্কার করেন।
বিষয় | ইলেকট্রন (e⁻) | পজিট্রন (e⁺) |
আধান | −১ (ঋণাত্মক) | + ১ (ধনাত্মক) |
ভর | ৯.১×10⁻³¹ কেজি | সমান ভর |
স্পিন | ১/২ | ১/২ |
স্থায়িত্ব | স্থায়ী | ইলেকট্রনের সাথে মিলিত হলে Annihilation |
Annihilation | — | e⁺ + e⁻ → ২টি γ (গামা রশ্মি) |
চিকিৎসায় ব্যবহার | — | PET Scan (Positron Emission Tomography) |
মিউওন — পৃথিবীতে পৌঁছানো CR-এর প্রমাণ
মিউওন (Muon, μ) CR শাওয়ারের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পণ্য যা মাটি পর্যন্ত পৌঁছায়। মিউওনের ক্ষয়কাল অতি স্বল্প (২.২ মাইক্রোসেকেন্ড), কিন্তু বিশেষ আপেক্ষিকতার কারণে (Time Dilation) এগুলো পৃথিবীতে পৌঁছায়।
বিষয় | তথ্য |
ভর | ইলেকট্রনের ২০৬.৮ গুণ (০.১০৬ GeV/c²) |
আধান | −১ (বা +১) |
ক্ষয়কাল (সরল অবস্থায়) | ২.২ মাইক্রোসেকেন্ড (২.২×10⁻⁶ s) |
পৃথিবীতে পৌঁছানো | আপেক্ষিকতার Time Dilation-এর কারণে |
ভেদন ক্ষমতা | পৃথিবীর মাটির কয়েক কিমি নিচেও যেতে পারে |
ব্যবহার | Muon Tomography — পিরামিড, আগ্নেয়গিরির অভ্যন্তর দেখতে |
ক্ষয়ের পণ্য | μ → e⁻ + νμ + ν̄e (ইলেকট্রন + দুটি নিউট্রিনো) |
Time Dilation প্রমাণ | মিউওন পরীক্ষা বিশেষ আপেক্ষিকতার প্রমাণ |
💡 বিশেষ নোট — কণার তুলনা |
পজিট্রন = প্রতি-ইলেকট্রন = আধান +১ = PET স্ক্যানে ব্যবহৃত। |
মিউওন = 'ভারী ইলেকট্রন' = মাটির গভীরে পৌঁছায়। |
পাইওন = নিউক্লিয়ার বলের মাধ্যম কণা (পাওয়েল আবিষ্কার করেন)। |
কায়ন = 'অদ্ভুত' কণা (strange quark থাকে)। |
Dirac এর ভবিষ্যদ্বাণী (১৯২৮) → Anderson-এর আবিষ্কার (১৯৩২) = পজিট্রন। |
|
কসমিক রে ও তেজস্ক্রিয়তা পরিমাপের যন্ত্র
প্রধান ডিটেক্টর ও শনাক্তকরণ যন্ত্র
যন্ত্র | আবিষ্কারক/সাল | নীতি | আবিষ্কৃত কণা/ব্যবহার |
ক্লাউড চেম্বার (Wilson Cloud Chamber) | C.T.R. Wilson — ১৯১১ (নোবেল ১৯২৭) | বাষ্প-পূর্ণ চেম্বারে কণার পথে জলকণা ঘনীভূত হয় | পজিট্রন (১৯৩২), মিউওন (১৯৩৬) |
বাবল চেম্বার (Bubble Chamber) | Donald Glaser — ১৯৫২ (নোবেল ১৯৬০) | তরল হাইড্রোজেনে বুদবুদ দিয়ে কণার পথ | অনেক মূল কণা আবিষ্কৃত |
গাইগার-মুলার কাউন্টার (Geiger Counter) | Geiger ও Muller — ১৯২৮ | আয়নীকৃত কণা গ্যাসে বিদ্যুৎ প্রবাহ ঘটায় | তেজস্ক্রিয়তা পরিমাপ |
সিন্টিলেশন ডিটেক্টর | Curran & Baker — ১৯৪৯ | কণার আঘাতে আলো → ফটোমাল্টিপ্লায়ার | সবচেয়ে বহুল ব্যবহৃত |
ইমালশন চেম্বার (Nuclear Emulsion) | Cecil Powell ও G.P.S. Occhialini | ফটোগ্রাফিক ইমালশনে কণার পথ | পাইওন (১৯৪৭) আবিষ্কার |
পিয়ের অজার অবজার্ভেটরি | Pierre Auger Observatory, ১৯৯৫ | ১,৬৬০ বর্গকিমিতে ১,৬৬০টি ডিটেক্টর | UHECR গবেষণা |
আইস কিউব (IceCube) | South Pole, ২০১০ | অ্যান্টার্কটিকার ২.৪ কিমি গভীর বরফে | নিউট্রিনো শনাক্ত |
LIGO | USA, ২০১৫ | লেজার ইন্টারফেরোমিটার | মহাকর্ষীয় তরঙ্গ (CR গবেষণায়) |
গুরুত্বপূর্ণ বিজ্ঞানী ও অবদান সংকলন
বিজ্ঞানী | অবদান | সাল | নোবেল |
Victor Hess | কসমিক রে আবিষ্কার (বেলুন পরীক্ষা) | ১৯১২ | ১৯৩৬ |
Carl Anderson | পজিট্রন আবিষ্কার (CR ক্লাউড চেম্বারে) | ১৯৩২ | ১৯৩৬ |
Robert Millikan | 'Cosmic Rays' নামকরণ | ১৯২৫ | ১৯২৩ (আলোক তড়িৎ) |
Cecil Powell | পাইওন আবিষ্কার (নিউক্লিয়ার ইমালশনে) | ১৯৪৭ | ১৯৫০ |
Pierre Auger | Extensive Air Shower আবিষ্কার | ১৯৩৮ | — |
Donald Glaser | বাবল চেম্বার আবিষ্কার | ১৯৫২ | ১৯৬০ |
C.T.R. Wilson | ক্লাউড চেম্বার আবিষ্কার | ১৯১১ | ১৯২৭ |
Henri Becquerel | তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কার | ১৮৯৬ | ১৯০৩ |
Marie & Pierre Curie | Po ও Ra আবিষ্কার; তেজস্ক্রিয়তা গবেষণা | ১৮৯৮ | ১৯০৩/১৯১১ |
Ernest Rutherford | α ও β রশ্মি আবিষ্কার; নিউক্লিয়ার মডেল | ১৮৯৮ | ১৯০৮(রসায়ন) |
Paul Villard | γ রশ্মি আবিষ্কার | ১৯০০ | — |
Otto Hahn | নিউক্লিয়ার ফিশন আবিষ্কার | ১৯৩৮ | ১৯৪৪ |
Willard Libby | রেডিওকার্বন ডেটিং উদ্ভাবন | ১৯৪৯ | ১৯৬০ |
Paul Dirac | প্রতিকণার ভবিষ্যদ্বাণী (পজিট্রন) | ১৯২৮ | ১৯৩৩ |
James Van Allen | ভ্যান অ্যালেন বেল্ট আবিষ্কার | ১৯৫৮ | — |
🧠 মনে রাখার ট্রিক — নোবেলজয়ী বিজ্ঞানী |
১৯০৩: বেকারেল + কুরি দম্পতি (তেজস্ক্রিয়তা)। |
১৯২৭: Wilson (ক্লাউড চেম্বার); ১৯৩৩: Dirac (প্রতিকণা)। |
১৯৩৬: Hess + Anderson (CR আবিষ্কার + পজিট্রন)। |
১৯৪৪: Otto Hahn (ফিশন); ১৯৫০: Powell (পাইওন)। |
১৯৬০: Glaser (বাবল চেম্বার) + Libby (রেডিওকার্বন ডেটিং) — একই বছর! |
|
প্রশ্নোত্তর (Q&A)
ক) কসমিক রে
প্রশ্ন: মহাজাগতিক রশ্মি (কসমিক রে) আবিষ্কার করেন কে?
উত্তর: ভিক্টর হেস (Victor Hess) — ১৯১২ সালে বেলুন পরীক্ষায়
প্রশ্ন: কত সালে ভিক্টর হেস কসমিক রে আবিষ্কার করেন?
উত্তর: ১৯১২ সালে
প্রশ্ন: ভিক্টর হেস কত সালে নোবেল পুরস্কার পান?
উত্তর: ১৯৩৬ সালে পদার্থবিজ্ঞানে
প্রশ্ন: 'Cosmic Rays' নামটি কে এবং কত সালে দেন?
উত্তর: রবার্ট মিলিকান (Robert Millikan) — ১৯২৫ সালে
প্রশ্ন: কসমিক রে আসলে কী?
উত্তর: মূলত আধানযুক্ত কণা — প্রোটন (~৮৯%), আলফা কণা (~১০%)। তরঙ্গ নয়!
প্রশ্ন: কসমিক রের প্রধান উপাদান কোনটি?
উত্তর: প্রোটন (প্রায় ৮৯%)
প্রশ্ন: প্রাথমিক কসমিক রে কী?
উত্তর: মহাকাশ থেকে সরাসরি আসা মূল কণা
প্রশ্ন: মাধ্যমিক কসমিক রে কী?
উত্তর: প্রাথমিক CR বায়ুমণ্ডলে বায়ু সংঘর্ষে তৈরি কণা (মিউওন, পিওন ইত্যাদি)
প্রশ্ন: কসমিক রে গবেষণায় কোন কণাগুলো আবিষ্কৃত হয়?
উত্তর: পজিট্রন (১৯৩২), মিউওন (১৯৩৬), পাইওন (১৯৪৭), কায়ন (১৯৪৭)
প্রশ্ন: পজিট্রন কে আবিষ্কার করেন?
উত্তর: কার্ল অ্যান্ডারসন (Carl Anderson) — ১৯৩২ সালে, CR ক্লাউড চেম্বারে
প্রশ্ন: পজিট্রন কী?
উত্তর: ইলেকট্রনের প্রতিকণা (Antiparticle) — আধান +১
প্রশ্ন: পাইওন আবিষ্কারের জন্য কে নোবেল পান?
উত্তর: সেসিল পাওয়েল (Cecil Powell) — ১৯৫০
প্রশ্ন: মিউওন কী?
উত্তর: CR শাওয়ারে উৎপন্ন ইলেকট্রনের মতো কণা, তবে ২০৬.৮ গুণ ভারী
প্রশ্ন: কসমিক রে বায়ুমণ্ডলে কী প্রক্রিয়া ঘটায়?
উত্তর: Cosmic Ray Shower বা Extensive Air Shower — লক্ষ মাধ্যমিক কণা তৈরি হয়
প্রশ্ন: Extensive Air Shower কে আবিষ্কার করেন?
উত্তর: পিয়ের অজার (Pierre Auger) — ১৯৩৮ সালে
প্রশ্ন: কার্বন-১৪ কীভাবে তৈরি হয়?
উত্তর: বায়ুমণ্ডলে কসমিক রের নিউট্রন + N-14 → C-14
প্রশ্ন: রেডিওকার্বন ডেটিং কে আবিষ্কার করেন?
উত্তর: Willard Libby — ১৯৪৯ সালে; নোবেল ১৯৬০
প্রশ্ন: কার্বন-১৪-এর অর্ধজীবন কত?
উত্তর: ৫,৭৩০ বছর
প্রশ্ন: Oh-My-God Particle কী?
উত্তর: ১৯৯১ সালে আবিষ্কৃত সর্বোচ্চ শক্তির কসমিক রে কণা (~৩×10²⁰ eV)
প্রশ্ন: GZK সীমা কী?
উত্তর: ~৬×10¹⁹ eV-এর বেশি শক্তির CR ৫০ Mpc-এর বেশি দূর থেকে আসতে পারে না
প্রশ্ন: ভ্যান অ্যালেন বেল্ট কী?
উত্তর: পৃথিবীর চুম্বকক্ষেত্রে আটকানো CR কণার দুটি বলয়; আবিষ্কারক James Van Allen (১৯৫৮)
প্রশ্ন: সৌর কসমিক রে কোথা থেকে আসে?
উত্তর: সূর্যের সোলার ফ্লেয়ার থেকে
খ) তেজস্ক্রিয়তা
প্রশ্ন: তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কার করেন কে?
উত্তর: হেনরি বেকারেল (Henri Becquerel) — ১৮৯৬ সালে
প্রশ্ন: তেজস্ক্রিয়তার SI একক কী?
উত্তর: বেকারেল (Becquerel, Bq)
প্রশ্ন: তেজস্ক্রিয়তার পুরোনো (CGS) একক কী?
উত্তর: কুরি (Curie, Ci)
প্রশ্ন: আলফা ও বেটা রশ্মি আবিষ্কার করেন কে?
উত্তর: আর্নেস্ট রাদারফোর্ড (Rutherford) — ১৮৯৮–১৮৯৯
প্রশ্ন: গামা রশ্মি আবিষ্কার করেন কে?
উত্তর: পল ভিলার (Paul Villard) — ১৯০০ সালে
প্রশ্ন: তেজস্ক্রিয় রশ্মির মধ্যে ভেদন ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি কোনটির?
উত্তর: গামা (γ) রশ্মি
প্রশ্ন: তেজস্ক্রিয় রশ্মির মধ্যে আয়নীকরণ ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি কোনটির?
উত্তর: আলফা (α) রশ্মি
প্রশ্ন: আলফা কণা আসলে কী?
উত্তর: হিলিয়াম-4 নিউক্লিয়াস — ২টি প্রোটন + ২টি নিউট্রন
প্রশ্ন: গামা রশ্মির ভেদন ক্ষমতা এক্সরের চেয়ে কত বেশি?
উত্তর: প্রায় ১০০ গুণ বেশি
প্রশ্ন: দুটি প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয় মৌলের নাম?
উত্তর: রেডিয়াম (Ra) ও ইউরেনিয়াম (U)
প্রশ্ন: কৃত্রিম তেজস্ক্রিয়তা আবিষ্কার করেন কে?
উত্তর: জুলিও কুরি (Frédéric Joliot-Curie) — ১৯৩৪; নোবেল ১৯৩৫
প্রশ্ন: মেরি কুরি কোন দুটি মৌল আবিষ্কার করেন?
উত্তর: পোলোনিয়াম (Po) ও রেডিয়াম (Ra) — ১৮৯৮
প্রশ্ন: মেরি কুরি কতবার নোবেল পান?
উত্তর: দুবার — ১৯০৩ (পদার্থ, পিয়েরের সাথে) ও ১৯১১ (রসায়ন একা)
প্রশ্ন: অর্ধজীবন কী?
উত্তর: তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধেক পরিমাণ ক্ষয় হতে যে সময় লাগে
প্রশ্ন: সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত মেডিকেল তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ কোনটি?
উত্তর: টেকনেশিয়াম-৯৯m (Tc-99m) — অর্ধজীবন ৬ ঘণ্টা
প্রশ্ন: PET স্ক্যান কীসের উপর নির্ভর করে?
উত্তর: পজিট্রন নিঃসরণ (Positron Emission) — β⁺ তেজস্ক্রিয়তার উপর
গ) নিউক্লিয়ার ফিশন ও ফিউশন
প্রশ্ন: নিউক্লিয়ার ফিশন আবিষ্কার করেন কে?
উত্তর: অটো হান (Otto Hahn) ও ফ্রিটজ স্ট্রাসম্যান — ১৯৩৮
প্রশ্ন: নিউক্লিয়ার ফিশনের তাত্ত্বিক ব্যাখ্যা কে দেন?
উত্তর: লিজ মেইটনার (Lise Meitner) ও অটো ফ্রিশ — ১৯৩৯
প্রশ্ন: পারমাণবিক বোমা কোন নীতিতে কাজ করে?
উত্তর: নিউক্লিয়ার ফিশন (Nuclear Fission) নীতিতে
প্রশ্ন: হাইড্রোজেন বোমা কোন নীতিতে কাজ করে?
উত্তর: প্রথমে ফিশন, তারপর ফিউশন
প্রশ্ন: সূর্যের শক্তি উৎপন্ন হয় কোন পদ্ধতিতে?
উত্তর: নিউক্লিয়ার ফিউশন (Nuclear Fusion) পদ্ধতিতে
প্রশ্ন: নিউক্লিয়ার ফিউশনে কত তাপমাত্রা লাগে?
উত্তর: প্রায় ১০ লক্ষ ডিগ্রি সেলসিয়াস বা তারও বেশি
প্রশ্ন: প্রথম পারমাণবিক চুল্লি কে তৈরি করেন?
উত্তর: Enrico Fermi — ১৯৪২ সালে (CP-1, Chicago)
প্রশ্ন: হিরোশিমায় ফেলা বোমার নাম কী?
উত্তর: 'Little Boy' — ইউরেনিয়াম-২৩৫ দিয়ে তৈরি
প্রশ্ন: নাগাসাকিতে ফেলা বোমার নাম কী?
উত্তর: 'Fat Man' — প্লুটোনিয়াম-২৩৯ দিয়ে তৈরি
প্রশ্ন: পারমাণবিক বোমার জন্য কোন নোবেল পান অটো হান?
উত্তর: ১৯৪৪ সালে রসায়নে
ঘ) ডিটেক্টর ও রশ্মির তুলনা
প্রশ্ন: ক্লাউড চেম্বার কে আবিষ্কার করেন?
উত্তর: C.T.R. Wilson — ১৯১১; নোবেল ১৯২৭
প্রশ্ন: বাবল চেম্বার কে আবিষ্কার করেন?
উত্তর: Donald Glaser — ১৯৫২; নোবেল ১৯৬০
প্রশ্ন: গাইগার কাউন্টার কী কাজ করে?
উত্তর: তেজস্ক্রিয় বিকিরণের পরিমাণ পরিমাপ করে
প্রশ্ন: এক্সরে আবিষ্কার করেন কে?
উত্তর: রন্টজেন (Röntgen) — ১৮৯৫; প্রথম পদার্থ নোবেল ১৯০১
প্রশ্ন: X-ray ও Cosmic Ray-এর মূল পার্থক্য কী?
উত্তর: X-Ray তড়িৎ-চুম্বক তরঙ্গ (নিস্তড়িৎ); CR মূলত আধানযুক্ত কণা
প্রশ্ন: নিস্তড়িৎ বিকিরণ কোনগুলো?
উত্তর: X-Ray, গামা রশ্মি (তড়িৎ-চুম্বক তরঙ্গ)
প্রশ্ন: তড়িৎক্ষেত্রে প্রভাবিত হয় না কোন রশ্মি?
উত্তর: গামা রশ্মি (γ) — কারণ নিস্তড়িৎ
প্রশ্ন: প্রতিকণার ধারণা প্রথম কে দেন?
উত্তর: পল ডিরাক (Paul Dirac) — ১৯২৮ সালে; নোবেল ১৯৩৩
বিশ্লেষণ, ফাঁদ প্রশ্ন ও মেগা ট্রিক
কোন টপিক থেকে সবচেয়ে বেশি প্রশ্ন আসে?
টপিক | BCS প্রিলি | DU ভর্তি | মেডিকেল | ইঞ্জিনিয়ারিং |
CR আবিষ্কারক ও সাল | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★★ |
তেজস্ক্রিয় রশ্মির আবিষ্কারক | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ |
α, β, γ রশ্মির বিস্তারিত তুলনা | ★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ |
ফিশন ও ফিউশনের আবিষ্কারক | ★★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★★★★ |
পজিট্রন ও CR সম্পর্ক | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★★★ |
অর্ধজীবন ও রেডিওকার্বন ডেটিং | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ |
কার্বন-১৪ উৎপাদন | ★★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★ |
ভ্যান অ্যালেন বেল্ট | ★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★★★ |
নিউক্লিয়ার বোমা (ফিশন/ফিউশন) | ★★★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ |
CR শাওয়ার ও মিউওন | ★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ |
পরীক্ষায় সবচেয়ে বেশি ফাঁদ প্রশ্ন
বিষয় | সঠিক উত্তর | সাধারণ ভুল/ফাঁদ |
CR আবিষ্কারক? | ভিক্টর হেস (১৯১২) | রাদারফোর্ড বলে (বিভ্রান্তি) |
CR-এর প্রকৃতি? | প্রধানত কণা (প্রোটন) | গামা রশ্মি বলে |
'Cosmic Rays' নামকরণ? | Robert Millikan (১৯২৫) | ভিক্টর হেস বলে |
পজিট্রন আবিষ্কারক? | Carl Anderson (১৯৩২) | রাদারফোর্ড বা Dirac বলে |
গামা রশ্মি আবিষ্কারক? | Paul Villard (১৯০০) | রাদারফোর্ড বা বেকারেল বলে |
সূর্যের শক্তির উৎস? | নিউক্লিয়ার ফিউশন | নিউক্লিয়ার ফিশন বলে |
পারমাণবিক বোমার নীতি? | নিউক্লিয়ার ফিশন | ফিউশন বলে |
সর্বোচ্চ ভেদন ক্ষমতা? | γ রশ্মি | X-Ray বলে |
সর্বোচ্চ আয়নীকরণ? | α রশ্মি | γ রশ্মি বলে |
মেরি কুরির নোবেল কতবার? | ২ বার (১৯০৩, ১৯১১) | ১ বার বলে |
রেডিওকার্বন ডেটিং আবিষ্কারক? | Willard Libby (১৯৪৯) | বেকারেল বলে |
ভ্যান অ্যালেন বেল্ট আবিষ্কারক? | James Van Allen (১৯৫৮) | CR আবিষ্কারকের সাথে গুলিয়ে |
রশ্মি ও বিকিরণের কালক্রম — এক নজরে
সাল | আবিষ্কার | আবিষ্কারক |
১৮৯৫ | X-Ray | রন্টজেন (নোবেল ১৯০১) |
১৮৯৬ | তেজস্ক্রিয়তা | বেকারেল (নোবেল ১৯০৩) |
১৮৯৮ | α ও β রশ্মি | রাদারফোর্ড |
১৮৯৮ | পোলোনিয়াম ও রেডিয়াম | মেরি ও পিয়েরে কুরি |
১৯০০ | γ রশ্মি | পল ভিলার |
১৯০৮ | প্রোটন নামকরণ | রাদারফোর্ড |
১৯১১ | ক্লাউড চেম্বার | C.T.R. Wilson (নোবেল ১৯২৭) |
১৯১২ | কসমিক রে | ভিক্টর হেস (নোবেল ১৯৩৬) |
১৯২৫ | 'Cosmic Rays' নামকরণ | Robert Millikan |
১৯২৮ | প্রতিকণার ভবিষ্যদ্বাণী | Paul Dirac (নোবেল ১৯৩৩) |
১৯৩২ | পজিট্রন আবিষ্কার | Carl Anderson (নোবেল ১৯৩৬) |
১৯৩২ | নিউট্রন আবিষ্কার | James Chadwick (নোবেল ১৯৩৫) |
১৯৩৪ | কৃত্রিম তেজস্ক্রিয়তা | জুলিও কুরি (নোবেল ১৯৩৫) |
১৯৩৬ | মিউওন | Anderson ও Neddermeyer |
১৯৩৮ | নিউক্লিয়ার ফিশন | অটো হান (নোবেল ১৯৪৪) |
১৯৪৭ | পাইওন | Cecil Powell (নোবেল ১৯৫০) |
১৯৪৯ | রেডিওকার্বন ডেটিং | Willard Libby (নোবেল ১৯৬০) |
১৯৫৮ | ভ্যান অ্যালেন বেল্ট | James Van Allen |
১৯৯১ | Oh-My-God Particle | Fly's Eye Observatory |
🏆 চূড়ান্ত মেগা ট্রিক — সব একসাথে |
1. CR আবিষ্কার: Victor Hess → ১৯১২ → নোবেল ১৯৩৬ → বেলুনে উড়ে। |
2. 'Cosmic Rays' নাম: Robert Millikan → ১৯২৫। |
3. CR = কণা (প্রোটন ৮৯%); গামা রশ্মি নয়। |
4. CR গবেষণায় আবিষ্কার: পজিট্রন(Anderson,১৯৩২) → মিউওন(১৯৩৬) → পাইওন(Powell,১৯৪৭)। |
5. রশ্মির ক্রম: X-Ray(রন্টজেন,১৮৯৫)→তেজস্ক্রিয়তা(বেকারেল,১৮৯৬)→α,β(রাদারফোর্ড,১৮৯৮)→γ(ভিলার,১৯০০)। |
6. ভেদন: γ > β > α; আয়নীকরণ: α > β > γ — বিপরীত। |
7. α কণা = He-4 নিউক্লিয়াস; β = ইলেকট্রন; γ = তড়িৎ-চুম্বক তরঙ্গ। |
8. ফিশন: বড় ভাঙা → A-bomb (হান,১৯৩৮); ফিউশন: ছোট জোড়া → H-bomb; সূর্যের শক্তি = ফিউশন। |
9. C-14 অর্ধজীবন = ৫,৭৩০ বছর → Libby-র রেডিওকার্বন ডেটিং। |
10. Van Allen Belt = James Van Allen (১৯৫৮) → CR কণা ধরে রাখে। |
11. মেরি কুরি = একমাত্র ২বার নোবেলজয়ী নারী বিজ্ঞানী। |
12. পজিট্রন = ইলেকট্রনের প্রতিকণা → Dirac ভবিষ্যদ্বাণী (১৯২৮) → Anderson আবিষ্কার (১৯৩২)। |
|