Soalan-soalan

1. (a)Zarah Elektron
    (b)Zarah Neutron
    (c)Zarah Proton
    Berdasarkan ketiga-tiga zarah di atas,sila nyatakan manakah satu zarah bercas negatif?
    Berdasarkan ketiga-tiga zarah di atas,sila nyatakan manakah satu zarah bercas positif?
    Berdasarkan ketiga-tiga zarah di atas,sila nyatakan manakah satu zarah adalah neutral?

2.

Berdasarkan unsur x di atas,
(a) Sila nyatakan nombor atom atau nombor proton.
(b) Sila nyatakan nombor nukleon.
(c) Sila nyatakan bilangan nuutron.

Berdasarkan unsur y di atas,

(a) Sila nyatakan nombor atom atau nombor proton.
(b) Sila nyatakan nombor nukleon.
(c) Sila nyatakan bilangan nuutron.

3(a)

  (b)

  (c)

  (d)

Yang manakah satu simbol di atas merupakan simbol antarabangsa bagi bahan radioaktif?

4.Sila pilih alat yang paling sesuai untuk mengesan zaraf alfa di bawah.

(a) Elektroskop bercas

(b) Filem atau plat fotograf

(c) Tiub G-M

(d) Kebuk Awan

(e) Pembilang Bunga Api

5. Sila menyatakan dua proses tenaga nuklear.

Proses Penghasilan Tenaga Nuklear

1.Pembelahan Nukleus

-Pembelahan nukleus ialah satu tindak balas di mana satu nukleus yang berjisim besar dipecahkan kepada dua atau lebih nukleus baru yang lebih ringan tetapi dengan jisim yang hampir sama.

-Apabila proses ini berlaku, terdapat penyusutan dalam jisim dan jisim yang telah hilang itu telah berubah kepada tenaga yang besar.
-Gambar di bawah merupakan proses pembelahan nukleus,

 -Apabila satu nukleus dibedil oleh satu neutron,satu nukleus baru yang tidak stabil akan terhasil.

-Pembelahan nucleus terus berlaku supaya menghasilkan nukleus yang lebih stabil.

-Nukleus-nukleus yang lebih ringan serta neutron yang baru akan terhasil.

-Jisim yang telah hilang berubah kepada tenaga dalam bentuk haba mengikut persamaan Eistein,E = mc².

-Contoh persamaan pembelahan nukleus bagi Uranium,

2.       Pelakuran Nukleus

-Pelakuran nukleus berlaku apabila dua atom yang ringan bercantum untuk membentuk satu atom yang lebih besar disertai dengan pembebasan tenaga yang besar.

-Pelakuran hanya akan berlaku pada keadaan suhu yang amat tinggi.

-Pelakuran nukleus merupakan dasar untuk membuat bom hydrogen.

-Tenaga haba yang telah dibekalkan daripada matahari merupakan haba yang dibebaskan akibat proses pelakuran nukleus yang berlaku di permukaan matahari. Permukaan matahari mengandungi banyak gas hydrogen serta suhu yang sangat tinggi amat sesuai untuk tindak balas ini berlaku.

 Contoh Pelakuran nucleus:

Contoh persamaan pelakuran nukleus bagi deuturium,

Tenaga Nuklear

2.  Tenaga Nuklear

-Dalam sesuatu tindak balas nuklear atau reputan radioaktif, didapati jumlah jisim pecahan yang terhasil sentiasa kurang daripada jisim nukleus asal.

-Kehilangan atau penyusutan jisim ini telah berubah menjadi tenaga. Banyak tenaga dalam bentuk haba telah dibebaskan semasa tindak balas nuklear atau pereputan berlaku.

-Prinsip Keabadian Jisim-Tenaga Einstein menyatakan bahawa Jisim dan tenaga boleh saling bertukar antara satu sama lain.

-Hubungan antara jisim dengan tenaga telah dirumuskan dalam persamaan Einstein:

E = mc²

Dengan E = jumlah tenaga yang dibebaskan akibat penyusutan jisim(dalam unit joule)

             m = jisim yang telah menyusut(dalam unit kg)

              c = halaju cahaya(dalam unit ms^-1)

Unit Jisim Atom

-Jisim satu atom adalah sangat kecil dan sukar dikeluarkan dalam unit ukuran jisim biasa seperti gram atau kilogram.

-Maka, satu unit yang menggunakan perbandingan di antara jisim atom lain dengan jisim satu atom karbon-12 telah diperkenalkan.

-Isotop karbon-12 digunakan sebagai rujukan kerana ia terkandung dalam banyak sebatian yang dijumpai di Bumi.

-Unit untuk mengukuran jisim atom ini dinamakan unit jisim atom atau u.j.a.

-Jisim satu atom karbon-12 ditetapkan sebagai 12 u.j.a.

-Satu u.j.a ditakrifkan sebagai jisim yang sama dengan 1/12 daripada jisim atom karbon-12 ,iaitu:

1 u.j.a = 1/12 jisim satu atom isotop karbon-12

1 u.j.a = 21.66 x 10^-27 kg

-Daripada takrifan unit jisim atom di atas,

(a) Jisim satu proton,m_p = 1.0078 u.j.a

(b) Jisim satu neutron,m_n = 1.0087 u.j.a

Kebuk Awan

Gambar bagi kebuk awan,

                  -Alat ini mengesan ketiga-tia jenis sinaran radioaktif degan memperlihatkan lintasan yang dilaluinya    

                   dalam kebuk palstik.

-Sebuah kebuk awan resapan terdiri daripada sebuah kotak palstik lut cahaya berbentuk silinder yang mempunyai dua bahagian.

-Kedua-dua bahagian dipisahkan oleh satu dasar yang diperbuat daripada plat logam hitam.

Cara berfungsi:

-Apabila sinaran radioaktif melalui ruang di bahagian atas, ia mengionkan molekul-molekul udara di sepanjang lintasannya,

-Wap yang tepu lampau mengkondensasi pada ion-ion itu untuk membentuk titisan-titisan air yang halus dan kelihatan sebagai runut-runut putih.

-Cahaya disinarkan di sisi kebuk itu supaya runut-runut putih itu dapat diperhatikan.

-Jadual di bawah menunjukkan jenis-jenis runut yang diperhatikan melalui kebuk awan.

Ciri-ciri runut:

(a)zarah beta – kurang padat dan tidak lurus

(b)zarah alfa – padat dan lurus

(c) sinar gama – pendek dan berselerak

Penerangan:

(a)    Zarah beta- Kuasa pengionan yang sederhana menyebabkan runut kelihatan kurang padat.Jisim yang kecil menyebabkan ia dipesongkan oleh molekul-molekul udara dalam lintasannya dan kelihatan tidak lurus.

(b)   Zarah alfa – Kuasa pengionan yang tinggi menghasilkan banyak pasangan ion, maka runut kelihatan padat.Jisim zarah alfa yang besar menyebabkan ia tidak terpesong oleh molekul udara dalam lintasannya,maka kelihatan lurus.

(c)    Sinar gama – Kuasa pengionan yang sangat rendah menhasilkan sedikit pasangan ion menyebabkan runut kelihatan pendek dan berselerak.Sinar gama tidakmempunyai jisim.

Tiub Geiger-Muller(Tiub G-M)

-Alat ini dapat mengesan zaraf alfa, zaraf beta dan sinar gama bergatung pada ketebalan tingkap mika yang digunakan kerana kuasa penebusan sinaran yang berbeza.

-Tiub G-M terdiri daripada satu tiub aluminium yang dindingnya bertindak sebagai katod dan satu dawai tungsten halus di ruang tengah tiub bertindak sebagai anod.

-Gas neon pada tekanan rendah diisi dalam tiub berkenan.

-Pada bahagian hadapan tiub adalah satu tingkap mika yang nipis.

-Anod disambungkan kepada punca positif manakala katod disambungkan kepada punca negatif satu beza keupayaan tinggi~450 V.

-Output tiub G-M disambungkan kepada sebuah meter kadar atau sebuah pembilang.

Cara berfungsi:

-Apabila satyu sinaran radioaktif memasuki tiub G-M, sinaran itu mengionkan molekul-molekul gas neon di dalamnya.

-Ion-ion positif dipecutkan ke katod manakala ion-ion negatif dipecutkan kea nod.

-Perlanggaran ion-ion dengan atom-atom neon yang lain menyebabkan pengionan sekunder berlaku.

-Pergerakan ion-ion ke elektrod masing-masing menghasilkan satu deyutan arus yang kecil.

-Denyutan ini akan diperkuatkan oleh satu amplifier dan kemudian dibilang oleh sebuah pembilang.Pembilang itu merekodkan bilangan denyutan arus dalam satu selang masa tertentu.

-Bilangan ini menunjukkan bilangan sinaran radioaktif yang memasuki tiub G-M itu.

-Didapati pembilang itu juga menunjukkan satu bacaan walaupun tiada sumber radioaktif berhampiran dengannya.

-Ini adalah disebabkan oleh sinaran latar belakang yang dihasilkan oleh bahan radioaktif semula jadi dalam Bumi dan alam sekitar dan sinar kosmetik dari matahari.

-Kesan sinaran latar belakang ini mestilah diambil kira dan pembetulan mesti dibuat ke atas bacaan yang diambil daripada pembilang.

-Cara mengira kadar pembilangan sinaran sebenar:

Kadar pembilangan sinaran sebenar = Kadar pembilangan dengan sumber –  

                                                                     Kadar pembilang tanpa sumber

Berikutlah gambar Tiub G-M.

Gambar dekat bagi Tiub G-M,

Pembilang Bunga Api

-Alat ini hanya sesuai untuk mengesan sinaran radioaktif yang mempunyai kuasa pengionan yang tinggi seperti zarah alfa.

-Alat ini terdiri daripada satu kasa dawai dan seutas dawai halus tidak bertebat.

-Kasa dawai dan dawai halus itu dipisahkan pada jarak lebih kurang 2 mm.

-Satu voltan lampau tinggi(VLT)disambungkan merentasi kasa dawai dan dawai halus itu.Punca negatif disambungkan kepada kasa dawai dan punca positif disambungkan kepada dawai halus.

Cara fungsi:

-Beza keupayaan VLT ditambahkan sehingga bunga api mula terhasil merentasi ruang di antara kasa dawai dengan dawai halus.

-Kemudian beza keupayaan VLT dikurangkan sehingga bunga api berhenti terhasil.

-Apabila sumber alfa dibawa mendekati kasa dawai, bunga api dilihat dan bunyi percikan didengar.

-Ini adalah kerana zaraf alfa mengionkan molekul-molekul udara di ruang antara kasa dawai dengan dawai halus.

-Ion positif dan ion negatif akan tertarik dengan cepat kepada elektrod masing-masing yang bertentangan cas.

-Pengionan sekunder berlaku apabila ion-ion tadi berlanggar dengan molekul-molekul udara yang lain.Maka bunga api terhasil.

-Bilangan bunga api yang merentasi ruang itu memberikan satu sukatan keamatan sinaran itu.

-Kejadian bunga api itu tidak berlaku pada sela masa yang sekata menunjukkan bahawa pengeluaran sinaran radioaktif adalah satu proses rawak.

Berikutlah gambar rajah pembilang bunga api.