किसी स्त्रोत में फॉस्फोरस के दो रेडियो न्यूक्लाइड निहित हैं ${ }_{15}^{32} P \left(T_{1 / 2}=14.3 d \right)$ एवं ${ }_{15}^{33} P$ $\left(T_{1 / 2}=25.3 d \right) ।$ । प्रारंभ में ${ }_{15}^{33} P$ से $10\, \%$ क्षय प्राप्त होता है। इससे $90 \%$ क्षय प्राप्त करने के लिए कितने समय प्रतीक्षा करनी होगी?
Half life of $_{15}^{32} P, T_{1 / 2}=14.3$ days
Half life of $_{15}^{33} P, T_{1 / 2}^{\prime}=25.3$ days
nucleus decay is $10 \%$ of the total amount of decay. The source has initially $10 \%$ of $_{15}^{32} P$ nucleus and $90 \%$ of $_{15}^{32} P$ nucleus. Suppose after $t$ days, the source has $10 \%$ of $_{15}^{32} P$ nucleus and $90 \%$ of $_{15}^{33} P$ nucleus.
Initially:
Number of $_{15}^{33} P$ nucleus $= N$ Number of $_{15}^{32} P$ nucleus $=9 N$
Finally:
Number of $_{15}^{33} P$ nucleus $=9 N^{\prime}$ Number of $_{15}^{32} P$ nucleus $=N^{\prime}$
For $_{15}^{32} P$ nucleus, we can write the number ratio as:
$\frac{N^{\prime}}{9 N}=\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}$
$N^{\prime}=9 N(2)^{\frac{-t}{443}}\dots(i)$
For $_{15}^{33} P,$ we can write the number ratio as:
$\frac{9 N^{\prime}}{N}=\left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{1}{T_{1/2}}}$
$9 N^{\prime}=N(2)^{\frac{-t}{25.3}}\dots(ii)$
On dividing equation (i) by equation (ii), we get
$\frac{1}{9}=9 \times 2^{\left(\frac{t}{25.3}-\frac{t}{14.3}\right)}$
$\frac{1}{81}=2^{\left(-\frac{11 t}{253 \times 443}\right)}$
$\log 1-\log 81=\frac{-11 t}{25.3 \times 14.3} \log 1$
$\frac{-11 t}{25.3 \times 14.3}=\frac{0-1.908}{0.301}$
$t=\frac{25.3 \times 14.3 \times 1.908}{11 \times 0.301} \approx 208.5 d a y s$
Hence, it will take about $208.5$ days for $90 \%$ decay of $_{15} P^{33}$
नीचे दो कथन दिए गए हैं :
कथन $-I$ :
रेडियोऐक्टिव क्षयता का नियम कहता है कि प्रति इकाई समय क्षय होने वाले नाभिकों की संख्या, नमूने के कुल नाभिकों की संख्या के व्युक्कमानुपाती होती है।
कथन $-II$ :
सभी नाभिकों के कुल जीवन काल के योग को, समय $t=0$ पर उपलब्य नाभिकों की संख्या से भाग देने पर रेडियोऐक्टिव पदार्थ की अर्द्धायु प्राप्त होती है।
उपरोक्त कथनों के आधार पर, नीचे दिए गए विकत्पों में से सर्वाधिक उपयुक्त उत्तर चुनें।
किसी क्षण विशेष पर एक नमूने में अविघटित रेडियोएक्टिव नाभिकों की संख्या $25\%$ है। $10\, sec$ पश्चात अविघटित नाभिकों की संख्या घटकर $6.25\%$ रह जाती है, नाभिकों की औसत आयु........$sec$ है
एक रेडियासक्रिय पदार्थ का अर्द्धआयुकाल $5$ वर्ष है। यदि $x$ वर्षो बाद रेडियोसक्रिय पदार्थ का दिया गया एक नमूना इसके प्रारम्भिक मान का $6.25 \%$ रह जाता है तो $x$ का मान ज्ञात कीजिये।
रेडियासक्रियता की घटना
ट्राइटियम (अर्द्धआयु $12.3$ वर्ष) के कारण एवं दिये गये मदिरा के नमूने की सक्रियता ताजी खरीदी गई बोतल (अंकित $7$ वर्ष पुरानी) भी सक्रियता की $3\%$ है। यह मदिरा का नमूना लगभग कितने वर्ष पहले बना हुआ है लगभग