सामान्य विज्ञान व तंत्रज्ञान Rajyaseva Mains 2013 MEDIUM

अणुभट्टीत खालीलपैकी कोणत्या कार्यक्षम पदार्थांच्या आधारे न्यूट्रॉनची गती कमी करण्यात येते ?

EN In a nuclear reactor, the speed of fast neutrons is slowed down using which effective substance?
A
हिलियम Helium
B
नायट्रोजन Nitrogen
✓
ड्यूटेरियम Deuterium
✓ योग्य उत्तर (Correct Answer)
D
ऑक्सिजन Oxygen
जाहिरात • ADVERTISEMENT
verified योग्य उत्तर: पर्याय (3) - सविस्तर स्पष्टीकरण

योग्य उत्तर: पर्याय (3) ड्यूटेरियम (Deuterium)

सविस्तर विश्लेषण:

• अणुभट्टीतील मंदक (Moderator):
• अणु विखंडन प्रक्रियेत बाहेर पडणाऱ्या वेगवान न्यूट्रॉन्सची (Fast Neutrons, गती ~२ MeV) गती कमी करून त्यांना औष्णिक न्यूट्रॉन्समध्ये (Thermal Neutrons, गती ~०.०२५ eV) रूपांतरित करणाऱ्या पदार्थाला 'मंदक' (Moderator) म्हणतात.
• ड्यूटेरियमचा वापर:
• ड्यूटेरियम ($^2_1\text{H}$ किंवा $\text{D}$) हा हायड्रोजनचा जड समस्थानिक असून तो जड पाण्यात (Heavy Water - $D_2O$) उपस्थित असतो.
• ड्यूटेरियमचे केंद्रक न्यूट्रॉनच्या वस्तुमानाच्या जवळ असल्याने लवचिक टकरीद्वारे (Elastic Collision) न्यूट्रॉनचा वेग अत्यंत कार्यक्षमतेने कमी करतो, आणि तो स्वतः न्यूट्रॉन्सचे शोषण खूप कमी प्रमाणात करतो.
• म्हणूनच भारतातील सर्व दाबाखालील जड पाणी अणुभट्ट्यांमध्ये (PHWR) जड पाणी ($D_2O$ - ड्यूटेरियम ऑक्साईड) हा सर्वोत्तम मंदक म्हणून वापरला जातो.
💡 MPSC परीक्षा टीप परीक्षेसाठी महत्त्वपूर्ण संकल्पना व शॉर्टकट

इतर प्रमुख मंदक:

१) जड पाणी ($D_2O$ - ड्यूटेरियम ऑक्साईड) - सर्वोत्तम मंदक
२) हलके पाणी (सामान्य पाणी - $H_2O$)
३) शुद्ध ग्रेफाइट (कार्बनचे स्फटिकी रूप)
४) बेरिलियम ऑक्साइड (BeO)
translate English Explanation / स्पष्टीकरण:

Correct Answer: Option (3) Deuterium

Detailed Analysis:

• Moderators in Nuclear Reactors:
• Fission neutrons are released at extremely high velocities with kinetic energy around 2 MeV ('fast neutrons'). To effectively induce subsequent fissions in $^{235}\text{U}$, they must be slowed down to 'thermal neutrons' (~0.025 eV).
• Role of Deuterium:
• Deuterium ($^2\text{H}$ or $D$) is the heavy hydrogen isotope present in heavy water ($D_2O$).
• Because the mass of a deuteron is very close to the mass of a neutron, elastic collisions transfer maximum momentum, efficiently moderating neutron speed with exceptionally low parasitic neutron capture absorption.
• This allows India's PHWR fleet to operate using unenriched natural uranium fuel.
💡 MPSC EXAM TIP High-Yield Exam Strategy Tip

The common moderators used in commercial reactors are:

1. Heavy water ($D_2O$, containing deuterium)
2. Light water ($H_2O$)
3. High-purity Graphite (Carbon)
जाहिरात • ADVERTISEMENT

📱 ५०,०००+ MPSC सराव प्रश्न व टेस्ट सिरीज मोफत!

MPSC गट-क, गट-ब आणि राज्यसेवा परीक्षेच्या सर्व मागील वर्षांच्या प्रश्नपत्रिका (PYQs) थेट मोबाईलवर सोडवा.

Google Play वरून ॲप मिळवा 📲
📄 MPSC मागील वर्षांच्या अधिकृत प्रश्नपत्रिका व आन्सर की डाऊनलोड करा:

२००२ ते २०२६ पर्यंतच्या सर्व संयुक्त गट-ब, गट-क व राज्यसेवा प्रश्नपत्रिका PDF मोफत उपलब्ध.

सर्व प्रश्नपत्रिका PDF (Year Wise) → Combine Study Guide →