Bahan Radioaktif
■ Bahan radioaktif ialah unsur yang mempunyai nukleus yang tidak stabil.
■ Simbol bagi bahan radioaktif
■ Contoh-contoh bahan radioaktif ialah:
►
uranium-235 atau uranium-238
►
plutonium-239
►
radium
►
karbon-14
►
kobalt-60
►
iodin-131
►
fosforus-32
Pereputan Radioaktif
■ Pereputan radioaktif adalah perpecahan nukleus bahan radioaktif tidak stabil untuk membentuk pecahan kecil nukleus yang lebih stabil.
■ Semasa proses pereputan nukleus tidak stabil, sinaran radioaktif yang tidak kelihatan terbebeas daripada bahan radioaktif.
■ Terdapat tiga jenis sinaran radioaktif, iaitu:
►
Sinaran alfa (α)
►
Sinaran beta (β)
►
Sinaran gama (γ)
■ Proses pereputan radioaktif
►
Proses pereputan pertama yang ditemui ialah pereputan alfa, pereputan beta, pereputan gama.
►
Pereputan alfa berlaku apabila nukleus mengeluarkan partikel alfa (nukleus helium).
►
Pereputan beta berlaku apabila nukleus mengeluarkan elektron.
►
Tenaga nukleus aktif boleh dikeluarkan sebagai satu sinar gama dalam pereputan gama.
►
Proses pereputan berlaku secara rawak dan secara spontan, yang tidak boleh dikawal oleh mana-mana faktor luaran seperti tekanan atau suhu.
Sinaran radioaktif
■ Animasi di bawah menunjukkan tiga jenis radiasi yang boleh dibebaskan apabila nukleus tidak stabil mereput. (English)
■ Ciri-ciri sinaran radioaktif
Ciri-ciri
Sinaran alfa
Sinaran beta
Sinaran gama
Jenis zarah
Nukleus helium yang bercas positif (+)
Elektron bertenaga tinggi yang bercas negatif (-)
Gelombang elektromagnet yang bertenaga tinggi dan neutral dari segi elektrik
Kelajuan pergerakan
Paling perlahan
Laju
Paling laju
Kuasa penembusan
Sangat rendah
Lebih tinggi
Paling tinggi
Dapat dihalang oleh
Sehelai kertas
Sekeping aluminium
Blok plumbum atau konkrit tebal
Pemesongan dalam medan elektrik
Dipesong oleh plat negatif
Dipesong oleh plat positif
Tidak dipesong dalam medan elektrik
■ Animasi di bawah menunjukkan pesongan sinar radioaktif dalam medan elektrik. (English)
■ Animasi di bawah menunjukkan ciri-ciri penembusan radiasi. (English)
Kegunaan Bahan Radioaktif
■ Radioisotop
►
Isotop yang tidak stabil
►
Nukleus yang tidak stabil akan mengeluarkan sinaran berbahaya yang tidak kelihatan dan kehilangan sebahagian daripada tenaga mereka untuk menjadi lebih stabil.
►
Kestabilan nukleus bergantung pada nombor proton dan nuetron di dalam nukleus.
►
Atom nukleus yang tidak stabil akan mengalami proses pereputan dan memancarkan sinaran radioaktif.
■ Kegunaan bahan radioaktif
Bahan radioaktif
Kegunaan
Kobalt-60
Sinaran gama digunakan untuk membunuh sel-sel kanser tanpa pembedahan (radioterapi)
Iodin-131
Disuntik ke dalam badan pesakit untuk mengesan kerosakan kelenjar tiroid dan ketumbuhan di otak
Karbon-14
◉
Mengkaji lintasan karbon dalam proses fotosintesis pada tumbuhan hijau
◉
Mengkaji usia artifak purba (pentarikhan karbon)
Natrium-24
◉
Disuntik ke dalam badan untuk mengesan pembekuan darah dalam otak
◉
Digunakan untuk mengesan kebocoran paip air bawah tanah
Sinaran gama
◉
Mensteril makanan seperti buah-buahan dan bijirin dengan membunuh bakteria dan kulat dalam makanan
◉
Mencegah ubi kentang, bawang putih, bawang besar dan halia daripada bercambah
◉
Melambatkan buah seperti pisang, jambu batu dan mangga menjadi masak
✍ Contoh latihan 6.1(a)
Kuiz interaktif. (English)
Pengendalian Bahan Radioaktif dan Sisa Radioaktif dengan Cara yang Betul
■ Pendedahan yang berpanjangan kepada sinaran radioaktif sering mempunyai kesan ke atas benda hidup.
►
Ia boleh merosakkan fungsi dalaman sel-sel.
►
Ia boleh memusnahkan molekul dalam tisu hidup dan membunuh sel-sel.
■ Pendedahan jangka masa pendek kepada sinaran radioaktif boleh mengakibatkan:
►
Cirit-birit
►
Loya
►
Muntah
►
Keguguran rambut
►
Hilang selera makan
►
Pendarahan dalaman
■ Pendedahan jangka masa panjang kepada sinaran radioaktif boleh mengakibatkan:
►
Lukemia
►
Mutasi
◉
menyebabkan bayi mengalami kecacatan dan keadaan ini boleh diwarisi oleh generasi akan datang.
►
Kecacatan kelahiran
►
Kanser
Langkah Keselamatan dalam Pengendalian Bahan Radioaktif dan Sisa Radioaktif
■ Penyimpanan bahan-bahan radioaktif dan sisa radioaktif:
►
bahan radioaktif biasanya disimpan di dalam bekas plumbum tebal dan dikelilingi oleh konkrit tebal.
►
sisa radioaktif disimpan dalam bekas plumbum tertutup rapat dan kemudian disimpan di dalam kawasan reaktor atau di bahagian bawah dasar laut.
■ Langkah keselamatan dalam pengendalian bahan radioaktif:
►
Pekerja di stesen tenaga nuklear perlu memakai pakaian perlindungan dan sarung tangan khas.
►
Pekerja berurusan dengan sumber radioaktif perlu memakai pengukur Dosis atau filem lencana yang akan menunjukkan keamatan sinaran radioaktif terdedah kepada pekerja.
►
Simbol amaran radioaktif hendaklah dipamerkan di tempat-tempat yang mengandungi bahan radioaktif.
►
Robot boleh digunakan untuk memilih bahan sumber radioaktif.
■ Kepentingan pengendalian bahan radioaktif dan sisa radioaktif:
►
Untuk mengelakkan pencemaran radioaktif.
►
Untuk memastikan ia tidak akan mengancam kesihatan manusia dan ekosistem yang seimbang.
■ Undang-undang dan peraturan-peraturan mesti dikenakan untuk memastikan bahawa sisa radioaktif dilupuskan dengan betul.
✍ Contoh latihan 6.3(a)
Pilih betul [✔] atau salah [✘] untuk kenyataan-kenyataan berikut.
Kenyataan
Mutasi pada sel-sel hidup disebabkan oleh kebocoran sinaran radioaktif.
✔
Pendedahan dos yang rendah pada sinaran radioaktif untuk tempoh yang singkat boleh menyebabkan kematian serta-merta.
✘
Bahan radioaktif biasanya disimpan di dalam bekas plumbum tebal yang kemudian ditanam di dasar laut yang dalam.
✔
Sisa radioaktif perlu ditangani dengan berhati-hati kerana mereka akan mengeluarkan sinaran radioaktif yang berbahaya.
Penghasilan Tenaga Nuklear Melalui Proses Pembelahan Nukleus
■ Proses pembelahan nukleus
►
Proses penghentaman nukleus atom tidak stabil (seperti uranium-235) dengan neutron bertenaga tinggi.
►
Nukleus yang tidak stabil ini dipecahkan kepada dua nukleus lain yang lebih ringan dengan membebaskan neutron-neutron dan tenaga nuklear.
►
Animasi dibawah menunjukkan proses pembelahan nukleus.
■ Pembelahan nuklear uranium untuk menghasilkan tenaga nuklear:
►
Nukleus menjadi tidak stabil dan berpecah kepada dua nukleus ringan dengan pengeluaran dua atau tiga neutron dan sejumlah besar tenaga haba dan tenaga cahaya.
►
Proses ini berterusan dan jumlah tenaga yang sangat besar dihasilkan dalam masa yang singkat, yang dikenali sebagai tenaga nuklear.
►
Kebanyakan sinaran radioaktif yang dibebaskan adalah sinar gamma.
►
Pembelahan nuklear dijalankan di dalam reaktor nuklear untuk menghasilkan tenaga elektrik.
Penghasilan Tenaga Nuklear Melalui Proses Pelakuran Nukleus
■ Proses pelakuran nukleus
►
Penggabungan dua nukleus kecil untuk membentuk satu nukleus yang lebih berat dan stabil dengan membebaskan tenaga haba dan tenaga cahaya.
►
Animasi dibawah menunjukkan proses pelakuran nukleus
■ Penghasilan tenaga nuklear melalui proses pelakuran nukleus
►
Tidak seperti pembelahan nuklear, tenaga yang dihasilkan oleh pelakuran nuklear adalah selamat dan tiada sinaran radioaktif dihasilkan.
►
Pelakuran nuklear memerlukan suhu yang tinggi untuk menyediakan tenaga kinetik yang mencukupi untuk nukleus bagi membolehkan mereka berlanggar dan bergabung.
►
Walau bagaimanapun, penyelidik masih mencari cara untuk menjalankan proses pelakuran untuk pengeluaran reaktor bagi menghasilkan tenaga elektrik.
►
Tindak balas proses pelakuran disertai oleh jisim yang lebih besar untuk penukaran tenaga dari tindak balas pembelahan.
■ Dalam video ini anda akan belajar tentang pembelahan nuklear dan fusion. Apakah perbezaan dan bagaimanakah reaksi berantai berlaku?
Penjanaan Tenaga Elektrik Daripada Tenaga Nuklear
■ Kegunaan tenaga nuklear
►
Tenaga nuklear digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik dalam reaktor nuklear di stesen janakuasa nuklear.
►
Tenaga yang dibebaskan dari pembelahan nuklear adalah lebih besar daripada tenaga kimia yang dibebaskan apabila membakar bahan api.
■ Menjana elektrik daripada tenaga nuklear
►
Tenaga nuklear dihasilkan dalam reaktor nuklear melalui pembelahan nukleus atom uraniom-235
►
Tenaga haba mendidihkan air untuk menghasilkan stim
►
Stim di bawah tekanan tinggi memutarkan turbin
►
Dinamo dalam penjana elektrik diputarkan untuk menghasilkan tenaga elektrik
►
Tenaga nuklear → tenaga haba → tenaga kinetik → tenaga elektrik
■ Video in menunjukkan penghasilkan tenaga elektrik dalam reaktor nuklear. (English)
Kesan penjanaan tenaga nuklear
■ Penjanaan tenaga nuklear:
►
Menjana tenaga elektrik untuk negara yang mengalami kekurangan sumber bahan api semula jadi.
►
Mendatangkan kebaikan jika tidak disalahgunakan
►
Walau bagaimanapun, kemalangan di reaktor nuklear akan mengakibatkan pencemaran radioaktif
■ Kemalangan di reaktor nuklear
►
Chernobyl, Ukraine - Letupan berlaku dan mengakibatkan pencemaran alam sekitar
►
Three Mile Island, Amerika Syarikat - radiasi bocor dan menyebabkan pencemaran alam sekitar
►
Fukushima, Jepun - reaktor dilanda tsunami yang mengakibatkan tumpahan air di reaktor dan ke laut
■ Penyalahgunaan tenaga nuklear boleh mengakibatkan:
►
penciptaan senjata nuklear untuk tujuan peperangan.
►
Contoh senjata nuklear : bom atom yang digugurkan di Hiroshima dan Nagasaki (1945) ketika perang dunia ke-2.
Kebaikan dan Keburukan Penggunaan Tenaga Nuklear
Kebaikan
Keburukan
Tidak membebaskan gas toksik ke atmosfera
Menghasilkan sisa radioaktif yang menyebabkan pencemaran alam sekitar.
Sumber yang rendah bagi penjanaan tenaga elektrik
Pendedahan sinaran radioaktif
Sumber tenaga alternatif
Senjata penciptaan nuklear untuk tujuan peperangan
✍ Contoh latihan 6.2(a)
Kuiz interaktif. (English)
✍ Contoh latihan 6.2(b)
Isikan tempat kosong dengan jawapan yang tepat.
a)
Tenaga nukelar boleh dihasilkan melalui __________pembelahan nukleus dan __________pelakuran nukleus.
b)
Dalam pelakuran nuklear, dua nukleus kecil __________digabung untuk membentuk satu nukleus yang lebih berat dan stabil dengan membebaskan tenaga yang besar.
c)
Dalam pembelahan nukleus, nukleus yang tidak stabil __________dipecahkan kepada dua nukleus lain yang lebih ringan dengan membebaskan neutron-neutron dan tenaga nuklear.
d)
Tenaga nuklear digunakan untuk menghasilkan __________tenaga elektrikdalam reaktor nuklear di stesen janakuasa nuklear.
e)
Tenaga nuklear → __________tenaga haba → __________tenaga kinetik → __________tenaga elektrik
■ Contoh-contoh bahan radioaktif ialah:
