निम्नलिखित में से कौन सा प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला परमाणु ईंधन (nuclear fuel) नहीं है?

Question

Examoogle · Accepted Answer

C: Plutonium-239

Explanation & Concepts:
Plutonium-239 एक कृत्रिम विखंडनीय समस्थानिक (artificial fissile isotope) है जिसे परमाणु रिएक्टरों में Uranium-238 द्वारा न्यूट्रॉन प्रग्रहण (neutron capture) के माध्यम से बनाया जाता है, जबकि Uranium-238 और Thorium-232 प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले मौलिक समस्थानिक हैं। चूंकि यह प्रकृति में महत्वपूर्ण मात्रा में मौजूद नहीं है, इसलिए इसे सिंथेटिक परमाणु ईंधन के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

Working Principle: Plutonium-239 का उत्पादन उर्वर-से-विखंडनीय (fertile-to-fissile) रूपांतरण की प्रक्रिया के माध्यम से होता है। जब $^{238}_{92}U$ का एक नाभिक एक न्यूट्रॉन को पकड़ता है, तो यह $^{239}_{92}U$ बनाता है, जो $^{239}_{94}Pu$ बनने के लिए दो क्रमिक बीटा क्षय (beta decays) से गुजरता है। इस अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया गया है: $^{238}_{92}U + ^{1}_{0}n ightarrow ^{239}_{92}U \xrightarrow{\beta^-} ^{239}_{93}Np \xrightarrow{\beta^-} ^{239}_{94}Pu$।

Key Formulas: $^{238}_{92}U + ^{1}_{0}n ightarrow ^{239}_{92}U$; $^{239}_{92}U \xrightarrow{\beta^-} ^{239}_{93}Np + e^- + \bar{
u}_e$; $^{239}_{93}Np \xrightarrow{\beta^-} ^{239}_{94}Pu + e^- + \bar{
u}_e$

Key Points: Uranium-238 यूरेनियम का सबसे प्रचुर प्राकृतिक समस्थानिक (~99.27%) है।; Thorium-232 एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला उर्वर पदार्थ है जिसे U-233 में परिवर्तित किया जा सकता है।; Plutonium-239 मुख्य रूप से ब्रीडर रिएक्टरों में उत्पादित एक विखंडनीय पदार्थ है।; सिंथेटिक ईंधन की उपस्थिति परमाणु रूपांतरण (nuclear transmutation) में मानवीय हस्तक्षेप को इंगित करती है।

Advantages: ब्रीडर रिएक्टर चक्रों में उच्च ऊर्जा घनत्व।; अन्यथा गैर-विखंडनीय U-238 उर्वर पदार्थ का उपयोग।

Disadvantages: उच्च रेडियोटॉक्सिसिटी और प्रसार का जोखिम।; किरणित ईंधन (irradiated fuel) से अलग करने के लिए जटिल रासायनिक पुनर्संसाधन की आवश्यकता।

Applications: परमाणु हथियार निर्माण।; विद्युत उत्पादन के लिए मिश्रित ऑक्साइड (MOX) ईंधन।

Additional Info: नोट: Thorium-233 एक अत्यधिक अस्थिर मध्यवर्ती क्षय उत्पाद है; स्थिर प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला समस्थानिक Thorium-232 है।. विकल्प A (U-238) सबसे प्रचुर प्राकृतिक यूरेनियम समस्थानिक है।. विकल्प B (Thorium-233) को अक्सर Thorium-232 के साथ मिला दिया जाता है; हालाँकि, दोनों को प्राकृतिक क्षय श्रृंखलाओं के अंतर्गत वर्गीकृत किया गया है।

Answer: C सही है — Plutonium-239 एक सिंथेटिक समस्थानिक है जिसे परमाणु रिएक्टर में Uranium-238 के न्यूट्रॉन विकिरण के माध्यम से उत्पादित किया जाता है, न कि यह पृथ्वी की पपड़ी में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले तत्व के रूप में मौजूद होता है।

Exam Tip: हमेशा 'विखंडनीय' (जो श्रृंखला अभिक्रिया बनाए रख सकता है) और 'उर्वर' (जिसे विखंडनीय में परिवर्तित किया जा सकता है) पदार्थों के बीच अंतर करें; U-238 उर्वर है, जबकि Pu-239 विखंडनीय है।

Examoogle · Answer

Option A: Uranium-238

Examoogle · Answer

Option B: Thorium-233

Examoogle · Answer

Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

Correct Answer

Discussion (0)

Correct Answer

Related Questions

Discussion (0)