Soalan 1:
Terangkan maksud istilah berikut:
(a) reputan radioaktif
(b) separuh hayat
(c) tenaga nuklear
Jawapan:
(a) Reputan radioaktif ialah proses rawak dan spontan di mana nukleus yang tidak stabil akan mereput dengan memancar sinaran radioaktif untuk menjadi nukleus yang lebih stabil.
(b) Separuh hayat, T½ ialah masa yang diambil untuk separuh daripada bilangan asal nukleus radioaktif suatu sampel radioaktif mereput.
(c) Tenaga nuklear ialah tenaga yang terhasil daripada tindak balas dalam nukleus atom.
Terangkan maksud istilah berikut:
(a) reputan radioaktif
(b) separuh hayat
(c) tenaga nuklear
Jawapan:
(a) Reputan radioaktif ialah proses rawak dan spontan di mana nukleus yang tidak stabil akan mereput dengan memancar sinaran radioaktif untuk menjadi nukleus yang lebih stabil.
(b) Separuh hayat, T½ ialah masa yang diambil untuk separuh daripada bilangan asal nukleus radioaktif suatu sampel radioaktif mereput.
(c) Tenaga nuklear ialah tenaga yang terhasil daripada tindak balas dalam nukleus atom.
Soalan 2:
Berikut menunjukkan satu persamaan reputan radioaktif:
(a) Kenal pasti X dan Y dalam persamaan reputan tersebut.
(b) Berapakah zarah α dan β yang akan terbebas apabila 22286Rn mereput menjadi 21082Pb?
Jawapan:
(a) X ialah nukleus helium, He atau zarah α, Y ialah sinar γ
(b)
$$ { }_{86}^{222} \mathrm{Rn} \rightarrow{ }_{82}^{210} \mathrm{~Pb}+x{ }_2^4 \mathrm{He}+y_{-1}^0 e $$
$$ \begin{aligned} 222 & =210+4 x+0 \\ 222-210 & =4 x \\ 12 & =4 x \\ x & =\frac{12}{4} \\ & =3 \text { zarah } \alpha \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} 86 & =82+2 x-y \\ 86 & =82+2(3)-y \\ y & =82+6-86 \\ y & =2 \operatorname{zarah} \beta \end{aligned} $$
Berikut menunjukkan satu persamaan reputan radioaktif:
(a) Kenal pasti X dan Y dalam persamaan reputan tersebut.
(b) Berapakah zarah α dan β yang akan terbebas apabila 22286Rn mereput menjadi 21082Pb?
Jawapan:
(a) X ialah nukleus helium, He atau zarah α, Y ialah sinar γ
(b)
$$ { }_{86}^{222} \mathrm{Rn} \rightarrow{ }_{82}^{210} \mathrm{~Pb}+x{ }_2^4 \mathrm{He}+y_{-1}^0 e $$
$$ \begin{aligned} 222 & =210+4 x+0 \\ 222-210 & =4 x \\ 12 & =4 x \\ x & =\frac{12}{4} \\ & =3 \text { zarah } \alpha \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} 86 & =82+2 x-y \\ 86 & =82+2(3)-y \\ y & =82+6-86 \\ y & =2 \operatorname{zarah} \beta \end{aligned} $$
Maka, tiga zarah α dan dua zarah β dibebaskan.
Soalan 3:
(a) Astatine-218 mempunyai separuh hayat 1.6 s. Berapa lamakah masa yang diambil oleh 99% nukleus dalam satu sampel astatine-218 untuk mereput?
(b) Radium-226 mempunyai separuh hayat 1 600 tahun. Berapakah peratus suatu sampel radium-226 yang akan tertinggal selepas 8 000 tahun?
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} & 100 \% \xrightarrow{1} 50 \% \xrightarrow{2} 25 \% \xrightarrow{3} 12.5 \% \xrightarrow{4} 6.25 \% \\ & \xrightarrow{5} 3.125 \% \xrightarrow{6} 1.5625 \% \xrightarrow{7} 0.78125 \% \text { (mereput } \approx 99 \% \text { ) } \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} \text { Jumlah masa } & =7 \times 1.6 \mathrm{~s} \\ & =11.2 \mathrm{~s} \end{aligned} $$
(b)
$$ \begin{aligned} &\text { Bilangan separuh hayat, } n=\frac{8000}{1600}=5\\ &N=\left(\frac{1}{2}\right)^n N_0 \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} &\text { Peratus sampel radium-226 yang akan tertinggal }\\ &\begin{aligned} & =\left(\frac{1}{2}\right)^5 \times 100 \% \\ & =3.125 \% \end{aligned} \end{aligned} $$
$$ \text { Maka selepas } 5 T_{\frac{1}{2}} \text {, hanya } 3.125 \% \text { sampel yang tertinggal. } $$
(a) Astatine-218 mempunyai separuh hayat 1.6 s. Berapa lamakah masa yang diambil oleh 99% nukleus dalam satu sampel astatine-218 untuk mereput?
(b) Radium-226 mempunyai separuh hayat 1 600 tahun. Berapakah peratus suatu sampel radium-226 yang akan tertinggal selepas 8 000 tahun?
Jawapan:
(a)
$$ \begin{aligned} & 100 \% \xrightarrow{1} 50 \% \xrightarrow{2} 25 \% \xrightarrow{3} 12.5 \% \xrightarrow{4} 6.25 \% \\ & \xrightarrow{5} 3.125 \% \xrightarrow{6} 1.5625 \% \xrightarrow{7} 0.78125 \% \text { (mereput } \approx 99 \% \text { ) } \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} \text { Jumlah masa } & =7 \times 1.6 \mathrm{~s} \\ & =11.2 \mathrm{~s} \end{aligned} $$
(b)
$$ \begin{aligned} &\text { Bilangan separuh hayat, } n=\frac{8000}{1600}=5\\ &N=\left(\frac{1}{2}\right)^n N_0 \end{aligned} $$
$$ \begin{aligned} &\text { Peratus sampel radium-226 yang akan tertinggal }\\ &\begin{aligned} & =\left(\frac{1}{2}\right)^5 \times 100 \% \\ & =3.125 \% \end{aligned} \end{aligned} $$
$$ \text { Maka selepas } 5 T_{\frac{1}{2}} \text {, hanya } 3.125 \% \text { sampel yang tertinggal. } $$
