परिचय (Introduction)

• नाभिक (Nucleus):
  • परमाणु के केंद्र में स्थित एक छोटा, घना भाग होता है जिसे नाभिक कहते हैं। इसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं, जिन्हें सम्मिलित रूप से न्यूक्लियॉन कहते हैं।
  • नाभिक का आकार अत्यंत छोटा होता है, लेकिन इसमें पूरे परमाणु के अधिकांश द्रव्यमान का समावेश होता है।

नाभिक का आकार और द्रव्यमान (Size and Mass of Nucleus)

• नाभिक का आयतन (Volume of Nucleus):
  • नाभिक का आकार लगभग 1 फर्मी (10⁻¹⁵ मीटर) के पैमाने पर होता है।
  • नाभिकीय त्रिज्या का समीकरण:
    • R = R₀A⅓
      • जहाँ R नाभिकीय त्रिज्या, R₀​ एक स्थिरांक (1.2 × 10⁻¹⁵ मीटर), और A द्रव्यमान संख्या है।
• नाभिक का द्रव्यमान (Mass of Nucleus):
  • नाभिक का द्रव्यमान प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों के द्रव्यमान के योग के बराबर होता है।
  • द्रव्यमान दोष (Mass Defect):
    • नाभिकीय द्रव्यमान प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों के कुल द्रव्यमान से थोड़ा कम होता है, इसे द्रव्यमान दोष कहते हैं।
    • द्रव्यमान दोष का समीकरण:

• बन्धन ऊर्जा (Binding Energy):
  • यह वह ऊर्जा है जो न्यूक्लियॉनों को नाभिक में बांधे रखती है।
  • बन्धन ऊर्जा का समीकरण:
    • EB = Δmc²
      • जहाँ EB​ बन्धन ऊर्जा, Δm द्रव्यमान दोष, और c प्रकाश की गति है।

नाभिकीय बल (Nuclear Force)

• नाभिकीय बल की विशेषताएँ (Characteristics of Nuclear Force):
  • यह बल न्यूक्लियॉनों के बीच बहुत मजबूत होता है और यह केवल नाभिकीय आयामों पर कार्य करता है।
  • यह बल प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों दोनों पर समान रूप से कार्य करता है।
  • नाभिकीय बल आकर्षणकारी होता है, जो नाभिक को एक साथ बांधे रखता है, जबकि इलेक्ट्रोस्टैटिक बल प्रोटॉनों के बीच विकर्षणकारी होता है।
• गुणधर्म (Properties):
  • यह अल्प-दूरी (short-range) बल होता है।
  • यह स्पिन निर्भर होता है और चार्ज़ स्वतंत्र होता है।
  • नाभिकीय बल का मात्रात्मक अध्ययन कठिन होता है, लेकिन यह माना जाता है कि यह बल न्युक्लियॉनों के बीच सामूहिक रूप से कार्य करता है।

रेडियोधर्मिता (Radioactivity)

• रेडियोधर्मिता की खोज (Discovery of Radioactivity):
  • हेनरी बेक्क्रल ने 1896 में रेडियोधर्मिता की खोज की। मैरी क्यूरी और पियरे क्यूरी ने भी इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण योगदान दिया।
• रेडियोधर्मिता की परिभाषा (Definition of Radioactivity):
  • यह एक प्राकृतिक प्रक्रिया है जिसमें अस्थिर नाभिक अपने आप विकिरण उत्सर्जित करता है और स्थिर नाभिक में परिवर्तित हो जाता है।
• रेडियोधर्मी विखंडन के प्रकार (Types of Radioactive Decay):
  • अल्फा विखंडन (Alpha Decay):

• • बीटा विखंडन (Beta Decay):

• • गामा विकिरण (Gamma Radiation):
    • गामा विकिरण नाभिक से उच्च ऊर्जा वाले फोटॉनों के रूप में उत्सर्जित होता है। इसमें नाभिकीय द्रव्यमान संख्या और परमाणु संख्या में कोई परिवर्तन नहीं होता।
• अर्ध-आयु (Half-life):

5. नाभिकीय विखंडन और संलयन (Nuclear Fission and Fusion)

• नाभिकीय विखंडन (Nuclear Fission):
  • यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें भारी नाभिक छोटे नाभिकों में विभाजित होता है और ऊर्जा उत्सर्जित करता है।
  • उदाहरण: यूरेनियम-235 का विखंडन, जिसमें यह बारीक नाभिकीय और त्वरित न्यूट्रॉन में टूटता है।
  • विखंडन समीकरण:

• नाभिकीय संलयन (Nuclear Fusion):
  • यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें दो हल्के नाभिक मिलकर एक भारी नाभिक का निर्माण करते हैं और भारी मात्रा में ऊर्जा उत्सर्जित होती है।
  • उदाहरण: सूर्य में हाइड्रोजन के नाभिकों का संलयन, जिससे हीलियम बनता है।
  • समीकरण:

नाभिकीय ऊर्जा (Nuclear Energy)

• नाभिकीय ऊर्जा का महत्व (Importance of Nuclear Energy):
  • नाभिकीय ऊर्जा का प्रयोग विद्युत उत्पादन, चिकित्सा, उद्योग, और अनुसंधान में किया जाता है।
• नाभिकीय रिएक्टर (Nuclear Reactor):
  • नाभिकीय रिएक्टर वह यंत्र है जिसमें नाभिकीय विखंडन नियंत्रित तरीके से किया जाता है, जिससे निरंतर रूप से ऊर्जा उत्पन्न होती है।
• नाभिकीय बम (Nuclear Bomb):
  • नाभिकीय बम में नाभिकीय विखंडन या संलयन की अनियंत्रित प्रक्रिया होती है, जिससे भारी मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न होती है।