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Subject – सामान्य विज्ञान
Topic – चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग और नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद, नाभिकीय विखंडन और संलयन।
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Q1 नाभिकीय संलयन और विखंडन के बीच अंतर स्पष्ट करें| (2M)
Answer:
| पहलु | नाभिकीय संलयन | नाभिकीय विखंडन |
| प्रक्रिया | भारी एटमिक नाभिकीयों को एक भारी नाभिकीय में जोड़ता है | भारी एटमिक नाभिकीयों को हल्के नाभिकीयों में विभाजित करता है |
| ऊर्जा विष्फोट | ऊर्जा में भार का परिवर्तन होता है | नाभिकीयों को अलग करने के द्वारा ऊर्जा का विष्फोट होता है |
| ऊर्जा स्रोत | सूर्य और तारों को शक्ति प्रदान करता है | परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को शक्ति प्रदान करता है |
| ईंधन | आमतौर पर हाइड्रोजन के आइसोटोप (ड्यूटेरियम, ट्रिटियम) | आमतौर पर यूरेनियम या प्लूटोनियम के आइसोटोपों का संयोजन |
| प्रतिक्रिया दर | बहुत अधिक तापमान और दबाव की आवश्यकता होती है | कम तापमान पर होता है और इसे नियंत्रित किया जा सकता है |
| अपशिष्ट उत्पाद | हीलियम और एक न्यूट्रॉन को उत्पन्न करता है | विकासी अपशिष्ट उत्पादों और न्यूट्रॉनों को उत्पन्न करता है |
| सुरक्षा | रेडियोधर्मी अपशिष्ट और संभावित पिघलाव के संदर्भ में सुरक्षित होता है | रेडियोधर्मी अपशिष्ट और पिघलाव के खतरे के कारण सुरक्षा से संबंधित चिंताओं का सामना होता है |
| प्रतिक्रिया समीकरण | 2H+3H→4He+n+ऊर्जा | 235U+n→92Kr+141Ba+न्यूट्रॉनों+ऊर्जा |
Q2 नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद (MRI) क्या है और यह अन्य इमेजिंग पद्धतियों की तुलना में क्या लाभ प्रदान करता है? (5M)
Answer
चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MRI) एक चिकित्सा इमेजिंग तकनीक है जो शरीर में अंगों और ऊतकों की विस्तृत छवियां बनाने के लिए चुंबकीय क्षेत्र और कंप्यूटर-जनित रेडियो तरंगों का उपयोग करती है।
- MRI प्रोटॉन की सांद्रता की छवि बनाने के लिए प्रोटॉन एनएमआर का उपयोग करता है, जो इसे मस्तिष्क और आंखों जैसे कोमल ऊतकों की इमेजिंग के लिए आदर्श बनाता है। उच्च प्रोटॉन घनत्व वाले ऊतक छवियों में अधिक चमकीले/उज्ज्वल दिखाई देते हैं, जबकि कम प्रोटॉन घनत्व वाले ऊतक, जैसे कि हड्डी, गहरे रंग के दिखाई देते हैं।
MRI के फायदे:
- कोमल ऊतकों और अंगों की विस्तृत छवियां प्रदान करता है, जिससे सटीक निदान में सहायता मिलती है।
- एक्स-रे जैसे आयनीकरण विकिरण का उपयोग नहीं करता है, जिससे स्वास्थ्य जोखिम कम हो जाता है और यह लगातार उपयोग के लिए सुरक्षित हो जाता है।
- उत्कृष्ट नरम ऊतक कंट्रास्ट प्रदान करता है, जो स्वस्थ और रोगग्रस्त ऊतकों के बीच बेहतर अंतर करने की अनुमति देता है।
- निदान: शरीर में अस्वस्थ ऊतक , ट्यूमर , तंत्रिका संबंधी विकारआदि का पता लगाने में , हड्डी की क्षति, ऊतक की स्थिति आदि का आकलन करने में , संयुक्त चोटों की सर्जरी योजना तैयार करने में
- अनुसंधान: तंत्रिका विज्ञान, कैंसर, मस्तिष्क की कार्य प्रणाली समझने में
अधिकांश एमआरआई मशीनें बड़ी, ट्यूब के आकार की चुंबक होती हैं। जब कोई एमआरआई मशीन के अंदर लेटा होता है, तो अंदर का चुंबकीय क्षेत्र शरीर में रेडियो तरंगों और हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ क्रॉस-सेक्शनल (द्वि आयामी /2 -D ) छवियां बनाने के लिए काम करता है।
Q3 नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर ) क्या है, और इसे चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) तकनीक में कैसे लागू किया जाता है?(10M)
Answer
इलेक्ट्रॉनों की तरह, प्रत्येक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में 1/2 का आंतरिक स्पिन होता है। इसलिए, नाभिक में भी स्पिन कोणीय गति होती है। जब परमाणु स्पिन से जुड़े इस परमाणु चुंबकीय आघूर्ण को बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो ऊर्जा स्तर विभिन्न चुंबकीय संभावित ऊर्जा स्तरों में विभक्त हो जाता है । उचित आवृत्ति पर एक रेडियो फ्रीक्वेंसी सिग्नल स्पिन स्तरों (‘स्पिन फ्लिप’) के बीच संक्रमण को प्रेरित कर सकता है।
इस प्रकार, बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में अनुनाद की वो घटना जहां उचित आवृत्ति रेडियो तरंगों का चयनात्मक अवशोषण (या उत्सर्जन) परमाणु नाभिक (गैर-शून्य परमाणु स्पिन के साथ) की विभिन्न ऊर्जा स्थितियों के बीच एक स्पिन फ्लिप का कारण बनता है, परमाणु चुंबकीय अनुनाद कहलाती है
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एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग कार्बनिक अणुओं की संरचना को स्पष्ट करने, क्रिस्टल और गैर-क्रिस्टल का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, और इसे चिकित्सा निदान इमेजिंग (एमआरआई) पर लागू किया जा सकता है।
एमआरआई के लिए एनएमआर सिद्धांत का अनुप्रयोग
- एमआरआई मस्तिष्क, हृदय और मांसपेशियों जैसे कोमल ऊतकों की इमेजिंग और कई अंगों में ट्यूमर का पता लगाने के लिए एक उपयोगी गैर-आक्रामक और गैर-विनाशकारी निदान उपकरण है।
- एमआरआई प्रोटॉन की सांद्रता का चित्रण करने के लिए प्रोटॉन एनएमआर का उपयोग करता है, जो इसे मस्तिष्क और आंखों जैसे कोमल ऊतकों के चित्रण के लिए आदर्श बनाता है। छवियों में उच्च प्रोटॉन घनत्व वाले ऊतक अधिक चमकीले दिखाई देते हैं, जबकि कम प्रोटॉन घनत्व वाले ऊतक, जैसे कि हड्डी, गहरे रंग के दिखाई देते हैं।
एमआरआई के घटक और कार्यप्रणाली
- प्रोटॉन संरेखण के लिए शक्तिशाली चुंबक: एमआरआई स्कैनर में एक शक्तिशाली चुंबक होता है (0.5 से 3 टेस्ला (T) या अधिक तक) जो एक मजबूत बाहरी चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। यह क्षेत्र शरीर के जल अणुओं में मौजूद हाइड्रोजन परमाणुओं (प्रोटॉन) के परमाणु स्पिन को संरेखित करता है।
- स्थानिक संकेतीकरण के लिए ग्रेडिएंट कॉइल्स: ग्रेडिएंट कॉइल्स विभिन्न स्थानिक आयामों में अलग-अलग चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पैदा करते हैं। X, Y , Z अक्षों के साथ ग्रेडिएंट लागू करके, एमआरआई स्कैनर शरीर के विशिष्ट क्षेत्रों से संकेतों को स्थानीयकृत कर सकता है, जिससे सटीक इमेजिंग में मदद मिलती है।
- स्पिन फ़्लिपिंग (अनुनाद) के लिए रेडियोफ्रीक्वेंसी (आरएफ) कॉइल्स: ट्रांसमिट कॉइल्स आरएफ पल्स उत्पन्न करते हैं जो शरीर में प्रोटॉन को उत्तेजित करते हैं, जबकि रिसीवर कॉइल्स विश्राम के दौरान उत्तेजित प्रोटॉन द्वारा उत्सर्जित परिणामी संकेतों का पता लगाते हैं।
- छवि पुनर्निर्माण के लिए रिसीवर और कंप्यूटर: RF पल्स के जवाब में संरेखित प्रोटॉन द्वारा उत्सर्जित संकेतों का एमआरआई स्कैनर में रिसीवर द्वारा पता लगाया जाता है। फिर इन संकेतों को फूरियर ट्रांसफ़ॉर्मेशन का उपयोग करके एक कंप्यूटर द्वारा संसाधित(प्रोसेसिंग ) किया जाता है, जो सिग्नल की तीव्रता और समय में भिन्नता के आधार पर आंतरिक संरचनाओं की विस्तृत छवियों का पुनर्निर्माण करता है।
Q4. निम्नलिखित विषय पर लगभग 250 शब्दों में निबंध लिखिए –
डिजिटल अर्थव्यवस्था : संभावनाएँ और चुनौतियाँ
Answer
डिजिटल अर्थव्यवस्था : संभावनाएँ और चुनौतियाँ
डिजिटल अर्थव्यवस्था शब्द पहली बार 1995 में लेखक डॉन टैपस्कोट की पुस्तक ‘द डिजिटल इकोनोमी : प्रोमिस एंड पेरिल इन द एज ऑफ नेटवर्कड इंटेलिजेंस’ में गढ़ा गया था। आर्थिक व्यवस्था का वह स्वरुप जिसमें धन का अधिकांश लेन-देन क्रेडिट कार्ड, डेबिट कार्ड, नेट बैंकिंग, मोबाईल पेमेंट तथा अन्य डिजिटल माध्यमों से किया जाता है, डिजिटल अर्थव्यवस्था कहलाती है। दूसरे शब्दों में, डिजिटल अर्थव्यवस्था को एक ऐसी अर्थव्यवस्था के रूप में परिभाषित किया गया है जो डिजिटल और कम्प्यूटिंग तकनीकों पर आधारित है। यह अनिवार्य रूप से सभी व्यावसायिक, आर्थिक, सामाजिक तथा सांस्कृतिक आदि गतिविधियों को शामिल करता है जो वेब और अन्य डिजिटल संचार तकनीक द्वारा समर्थित है। डिजिटल सेवाएँ 21वीं सदी की अर्थव्यवस्था के लिए महत्वपूर्ण हो गयी है। जब राष्ट्रीय या वैश्विक आपात स्थिति में वाणिज्यिक लेन-देन के तरीके बाधित हुए तब डिजिटल सेवाओं ने ऐसे अंतराल को भरने में सफलता प्राप्त की।
पिछले 15 वर्षों में, हमने डिजिटल प्लेटफॉर्म की जबरदस्त वृद्धि और हमारे जीवन पर उनके प्रभाव को देखा है। अब उपभोक्ता सोशल मीडिया (फेसबुक, ट्विटर, इंस्टाग्राम) और ऐसी अन्य लोकप्रिय वेबसाइटों (यूट्यूब आदि) पर देखी जाने वाली चीजों से प्रभावित होते हैं। यह अर्थव्यवस्था लाभ उठाने के अवसर प्रदान करती है, अब तो यह उपयोगकर्ता के जीवन के साथ घनिष्ठ रूप से जुड़ चुकी है। डिजिटल सेवाएँ स्वास्थ्य सेवाओं तथा खुदरा वितरण से लेकर वित्तीय सेवाओं तक कई क्षेत्रों में विविध प्रकार के उत्पादों की पहुंच और वितरण को सक्षम बनाती है। इस अर्थव्यवस्था के तीन मुख्य घटक हैं, अर्थात, ई-व्यापार, ई-बिजनेस, इंफ्रास्ट्रक्चर तथा ई-कॉमर्स। डिजिटल भुगतान विधियों जैसे डिजिटल पॉइंट ऑफ सेल, यूनिफाइड पेमेंट इंटरफेस, मोबाइल वॉलेट, मोबाइल पॉइंट ऑफ सेल आदि को लागू करके देश एक डिजिटल अर्थव्यवस्था बनाने की ओर बढ़ रहा है जो लोगों और सरकार को विभिन्न ते तरीकों से लाभान्वित करेगा।
जब लेन-देन डिजिटल रूप से किए जाते हैं तो उन पर आसानी से नजर रखी जा सकती है। किसी भी ग्राहक द्वारा किसी भी व्यापारी को किए गए किसी भी भुगतान को रिकॉर्ड किया जाएगा। नकद आधारित लेनदेन को प्रतिबंधित करके और केवल डिजिटल भुगतान का उपयोग करके सरकार प्रभावी रूप से काली अर्थव्यवस्था को बाहर निकाल सकती है। बिक्री और करों की निगरानी से बिल भुगतान की मात्रा में बढ़ोत्तरी हुई है जिससे देश की वित्तीय स्थिति में सुधार आया है, डिजिटल अर्थव्यवस्था की ओर बढ़ने का एक सबसे बड़ा लाभ यह है कि यह नागरिकों को सशक्त बनाता है। रोज़गार के नए अवसरो का निर्माण करता है तथा साथ ही यह ई-गवर्नेस का मार्ग प्रशस्त करता है जहाँ सभी सरकारी सेवाओं की डिलीवरी इलेक्ट्रॉनिक रूप से की जाती है।
जहाँ डिजिटल अर्थव्यवस्था के इतने लाभ हैं वहीं इसके समक्ष कुछ चुनौतियाँ भी हैं। डिजिटल तकनीक तेजी से फैल रही है और अपराध भी हो रहे हैं। डिजिटल क्षेत्र में कार्य करने वाली कुछ कंपनियों अबराजार पर हावी होना शुरू कर दिया है। एकाधिकार की इस प्रनो के चलते अंततः कामगारों के लाभ और उनका कल्याण प्रभावित होत हैं। डिजिटल प्रौद्योगिकियाँ काम करने के तरीके को बदल देंगी, स्वचालन, बिग डेटा और डिजिटल प्रौद्योगिकियों के अनुप्रयोग द्वारा सक्षम कृत्रिम बुद्धिमत्ता विश्व अर्थव्यवस्था के 50% भाग को प्रभावित कर सकती है। इस राह में सबसे प्रमुख और बड़ी चुनौती साइबर अपराध से संबंधित है। चूँकि वर्तमान में अमूमन हर कार्य डिजिटल हो चला है, ऐसे में साइबर अपराध की संख्या में बढ़ोत्तरी होगी। डिजिटल अर्थव्यवस्था पर कर लगाने का मुद्दा अंतर्राष्ट्रीय नीति-निर्माताओं के लिए चिंता का विषय बना हुआ है। इसके अलावा कई प्रकार की बाधाएं हैं जो डिजिटल अर्थव्यवस्था की राह में विद्यमान है, जैसे डिजिटल निरक्षरता, खराब बुनियादी ढांचा, इंटरनेट की धीमी गति आदि। इस दिशा में वर्ष 2015 में डिजिटल इण्डिया कार्यक्रम की शुरुआत की गई थी जिसके अंतर्गत नौ स्तंभों (ब्रॉडबैंड हाइवे, मोबाईल कनेक्टिविटी तक सार्वभौमिक पहुँच, पब्लिक इंटरनेट एक्सेस कार्यक्रम, ई-गवर्नेस, ई-क्रांति, सभी के लिए सूचना, इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण, नौकरियों के लिए आईटी तथा अर्ली हार्वेस्ट कार्यक्रम) के माध्यम से भारत को नई ऊँचाई प्रदान करने की कोशिश की गयी। भुगतान और लेन-देन के मामले में यूपीआई समृद्ध व्यापारियों से लेकर रेहड़ी-पटरी वालों तक सभी की मदद कर रहा है। इतना ही नहीं भारत का भीम यूपीआई अब पड़ोसी देश भूटान में भी लाँच हो चुका है। इस प्रकार डिजिटल इण्डिया एक सशक्त तकनीकी समाधान है जो वर्षों से बुनियादी ढाँचे के निर्माण में सहायक रहा है और आज यह स्टार्ट-अप, डिजिटल शिक्षा, निर्वाध बैंकिंग एवं भुगतान समाधान, एग्रीटेक, स्वास्थ्य तकनीक, स्मार्ट सीटीज, शासन तथा खुदरा प्रबंधन जैसे अन्य उभरते क्षेत्रों के आधार के रूप में कार्य कर रहा है। भारत ने डिजिटल अर्थव्यवस्था की ओर आगे बढ़ने हेतु कई कदम उठाएँ हैं।
उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर डिजिटल अर्थव्यवस्था की संभावनाओं तथा चुनौतियों को देखा जा सकता है लेकिन इसे पूर्ण रूप से साकार करने के लिए अभी कई कार्य किए जाने शेष हैं, जैसे सर्वप्रथम ग्रामीण क्षेत्रों में बिजली की पहुँच को सुनिश्चित करना होगा क्योंकि इसके अभाव में इंटरनेट का प्रयोग संभव नहीं हो पाएगा। इस क्षेत्र में निवेश को बढ़ाने हेतु प्रभावी कदम उठाने होंगे, डिजिटली सेवाओं में धोखाधड़ी तथा बढ़ते साइबर अपराध के मामलों ने अविश्वास को बढ़ाया है अतएव इस दिशा में वैश्विक स्तर पर प्रयास करने की आवश्यकता है। इन सभी चुनौतियों के निपटान के बाद ही डिजिटल अर्थव्यवस्था का सही लाभ मिल पाएगा।