13.Nuclei
hard

दो रेडियोधर्मी पदार्थो $A$ और $B$ के क्षय नियतांक क्रमश: $5 \lambda$ और $\lambda$ हैं। समय $t =0$ पर उनके नाभिकों की संख्याएँ समान हैं। किस समय अन्तराल के पश्चात $A$ और $B$ की संख्याओं का अनुपात $(1 / e )^{2}$ होगा?

A

$4λ$

B

$2λ$

C

$\frac{1}{{2\lambda }}$

D

$\;\frac{1}{{4\lambda }}$

(AIPMT-2007)

Solution

Given : $\lambda_{A}=5 \lambda$, $\lambda_{B}=\lambda$

At $t=0,\left(N_{0}\right)_{A}=\left(N_{0}\right)_{B}$

$\frac{N_{A}}{N_{B}}=\left(\frac{1}{e}\right)^{2}$

According to radioactive decay, $\frac{N}{N_{0}}=e^{-\lambda t}$

$\therefore \,\frac{N_{A}}{\left(N_{0}\right)_{A}} =e^{-\lambda_{A} t} $  ….. $(i)$

$\frac{N_{B}}{\left(N_{0}\right)_{B}} =e^{-\lambda_{B} t}$  ….. $(ii)$

Divide $(i)$ by $(ii)$, we get

$\frac{N_{A}}{N_{B}}=e^{-\left(\lambda_{A}-\lambda_{B}\right) t}$  or, $\frac{N_{A}}{N_{B}}=e^{-(5 \lambda-\lambda) t}$

or, $\left(\frac{1}{e}\right)^{2}=e^{-4 \lambda t}$ or,  $\left(\frac{1}{e}\right)^{2}=\left(\frac{1}{e}\right)^{4 \lambda t}$

or, $4 \lambda t=2$ $ \Rightarrow \quad t=\frac{2}{4 \lambda}=\frac{1}{2 \lambda}$

Standard 12
Physics

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