149 Latihan 3 Penjanaan tenaga elektrik daripada tenaga nuklear Generation of electricity from nuclear energy TP 2 Memahami tenaga nuklear dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Rajah di bawah menunjukkan jana kuasa tenaga nuklear. Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul berdasarkan rajah. TP 2 The diagram below shows the nuclear power plant. Fill in the blanks with the correct words based on the diagram. Rod pengawal Control rod Rod bahan api Fuel rod Moderator grafit Graphite moderator Stim Steam Turbin Turbine Penjana Generator Kondenser Condenser Pam Pump Air/ Water Reaktor Reactor Pam Pump (a) Grafit digunakan sebagai moderator untuk memperlahankan pergerakan neutron. Graphite is used as moderators to slow down the neutrons. (b) Rod pengawal digunakan untuk mengawal kadar tindak balas pembelahan nukleus supaya dalam keadaan yang stabil. Control rods are used to control the rate of nuclear fission so that in a stable state. (c) Sistem penyejukan digunakan untuk mengawal suhu di dalam reaktor. Air biasanya digunakan sebagai agen penyejuk./ A cooling system is used to control the temperature in the reactor. Water is commonly used as the cooling agent. (d) Dinding konkrit digunakan untuk menghalang sinaran radioaktif yang berbahaya daripada terlepas daripada reaktor ke persekitaran. A concrete wall is used to prevent the harmful radioactive radiation from escaping from the reactor to the surroundings. (e) Proses penjanaan tenaga elektrik:/ The process of generating electrical energy: Rod bahan api, iaitu rod (i) uranium digunakan untuk menghasilkan tenaga nuklear melalui proses pembelahan nukleus. Fuel rods which are the (i) uranium rods are used to produce nuclear energy through nuclear fission. (ii) Haba yang dijana memanaskan air menjadi stim. The (ii) heat produced converts water into steam. Stim ini kemudiannya digunakan untuk memutarkan (iii) turbin dan seterusnya menjana (iv) tenaga elektrik . The steam is then used to turn a (iii) turbine , thus generating (iv) electrical energy . (f) Perubahan tenaga dalam penjanaan tenaga elektrik daripada sumber tenaga nuklear: Energy transformation in generation of electricity from nuclear energy resources: Tenaga nuklear Nuclear energy (i) Tenaga haba Heat energy Tenaga kinetik Kinetic energy (ii) Tenaga elektrik Electrical energy Strategi A+Sains Tg4-B12-vim_2p(145-154).indd 149 5/10/2023 3:37:20 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTIILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA
150 1 2.3 Impak Penggunaan Tenaga Nuklear/ Impact of Using Nuclear Energy Latihan 4 Impak penggunaan senjata nuklear dan ujian nuklear Impact of the use of nuclear weapons and nuclear tests TP 2 Memahami tenaga nuklear dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Terangkan dua impak penggunaan senjata nuklear ke atas hidupan dan persekitaran. TP 2 Explain two impacts of the use of nuclear weapons on living things and environment. Sinaran radioaktif yang dibebaskan akan mengakibatkan kepupusan flora dan fauna. The radioactive radiation released will result in the extinction of flora and fauna. Penduduk di kawasan yang terlibat sama ada hilang nyawa akibat letupan bom atom atau bagi yang terdedah kepada sinaran radioaktif akan mengalami mutasi genetik dan menghidap penyakit kanser selepas beberapa lama./ The people in the affected area either will be killed instantly by the atomic bomb, or for those exposed to the radioactive radiation will go through genetic mutation or suffer from cancer in the long run. 2 Nyatakan kesan buruk penyebaran radiasi daripada ujian nuklear yang dilakukan. TP 2 State the adverse effects of the spread of radiation from the nuclear tests conducted. Kesan somatik Somatic effects Kesan genetik Genetic effects Keletihan/ Fatigue Kecacatan bayi/ Deformities in babies Katarak/ Cataract Mutasi sel/ Cell mutation Leukemia/ Leukaemia Kanser/ Cancer 1 2.4 Tenaga Nuklear di Malaysia/ Nuclear Energy in Malaysia Latihan 5 Kewajaran pembinaan stesen jana kuasa nuklear di Malaysia Justification of the construction of nuclear power plant in Malaysia TP 6 Mencipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai tenaga nuklear dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan satu tugasan dalam situasi baru secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ekonomi/budaya masyarakat. Agensi Nuklear Malaysia (Nuklear Malaysia), merupakan organisasi penyelidikan dan pembangunan (R&D) utama dalam bidang sains dan teknologi nuklear di Malaysia yang terus memainkan peranan aktif dan menyumbang kepada pelaksanaan dan pencapaian dasar-dasar sains dan teknologi kebangsaan. Nuclear Agency Malaysia (Nuclear Malaysia), is a leading nuclear research and development (R&D) organisation in the field of nuclear science and technology in Malaysia that continues to play an active role and contributes to the implementation and achievement of national science and technology policies. Cadangan aktiviti:/ Suggestion of activity: Jalankan perdebatan tentang kewajaran pembinaan stesen jana kuasa nuklear di Malaysia untuk menghasilkan tenaga nuklear sebagai tenaga alternatif untuk menjana tenaga elektrik pada masa hadapan. Conduct a debate about the justification of the construction of a nuclear power plant in Malaysia in producing nuclear energy as an alternative source of energy to generate electrical energy in the future. Aktiviti PAK-21 Projek Berkumpulan STEM TP 6 Aktiviti PAK-21 Strategi A+Sains Tg4-B12-vim_2p(145-154).indd 150 5/10/2023 3:37:20 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTIILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA
151 Kertas 1 1 Rajah 1 menunjukkan Uranium-235 yang dibedil oleh zarah K. Diagram 1 shows a Uranium-235 which is bombarded by particle K. Zarah K Particle K Uranium-235 Kripton Krypton Barium + Rajah 1/Diagram 1 Apakah K? What is K? A Isotop/ Isotop B Proton/ Proton C Neutron/ Neutron D Elektron/ Electron 2 Rajah 2 menunjukkan urutan perubahan tenaga yang berlaku dalam stesen jana kuasa nuklear. Diagram 2 shows the sequence of energy transformation, which occurs in a nuclear power plant. Tenaga R Energy R Tenaga haba Heat energy Tenaga kinetik Kinetic energy Tenaga S Energy S Rajah 2/Diagram 2 Apakah tenaga R dan S? What are energies R and S? Tenaga R Energy R Tenaga S Energy S A Tenaga nuklear Nuclear energy Tenaga elektrik Electrical energy B Tenaga elektrik Electrical energy Tenaga kimia Chemical energy C Tenaga kimia Chemical energy Tenaga keupayaan Potential energy D Tenaga keupayaan Potential energy Tenaga nuklear Nuclear energy 3 Apakah kegunaan utama tenaga nuklear dalam perindustrian? What is the main use of nuclear energy in industries? A Untuk mengawet makanan To preserve food B Untuk membasmi kuman To disinfect germs C Untuk menjana tenaga elektrik To generate electrical energy D Untuk mensteril peralatan To sterile equipment 4 Antara yang berikut, yang manakah merupakan masalah yang berkaitan dengan sisa bahan radioaktif? Which of the following is a problem related to radioactive waste? A Ia mudah terbakar It is very flammable B Ia kekal radioaktif untuk jangka masa yang lama It remains radioactive for a long period C Ia dapat menembusi dinding konkrit yang digunakan untuk menyimpannya It can leak through the concrete container used to keep it D Radiasi yang dibebaskannya boleh menembusi dinding bekas yang digunakan untuk menyimpannya The radiation it releases can penetrate the wall of the container used to store it 5 Pada tahun 2011, gempa bumi dan tsunami yang melanda Fukushima di Jepun telah mengakibatkan kebocoran pada reaktor nuklear mereka. Jika masalah itu tidak ditangani dengan berhati-hati, apakah kemungkinan kesan kebocoran sinaran radioaktif itu? In 2011, the earthquake and tsunami that struck Fukushima in Japan have caused leakage in their nuclear reactor. If the problem is not handled properly, what is the possible effect of the radioactive leakage? A Kejadian hujan asid Occurrence of acid rain B Mutasi pada sel hidupan Mutation on cells of living things C Penipisan lapisan ozon Thinning of the ozone layer D Peningkatan suhu Bumi The increase in the Earth’s temperature Praktis Berformat SPM Strategi A+Sains Tg4-B12-vim_2p(145-154).indd 151 5/10/2023 3:37:20 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTIILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA
152 Kertas 2 Bahagian B 1 Rajah 1.1 menunjukkan proses pembelahan nukleus suatu bahan radioaktif. Diagram 1.1 shows the nuclear fission of a radioactive substance. Zarah P Particle P Uranium-235 Zarah P/ Particle P Zarah P/ Particle P Zarah P/ Particle P Rajah 1.1/Diagram 1.1 (a) Namakan zarah P yang digunakan dalam proses tersebut. Name particle P used in the process. Neutron/ Neutron [1 markah/mark] (b) (i) Nyatakan tenaga yang dihasilkan oleh proses itu. State the energy produced in this process. Tenaga nuklear/ Nuclear energy [1 markah/mark] (ii) Nyatakan kegunaan tenaga yang terhasil daripada proses yang ditunjukkan dalam Rajah 1.1. State the use of the energy produced from the process shown in Diagram 1.1. Untuk menjana tenaga elektrik/ To generate electrical energy [1 markah/mark] (c) Rajah 1.2 menunjukkan stesen jana kuasa tenaga nuklear. Diagram 1.2 shows a nuclear power plant. (i) Namakan bahan radioaktif yang digunakan di stesen jana kuasa nuklear yang ditunjukkan dalam Rajah 1.2. Name the radioactive substance used in the nuclear power plant shown in Diagram 1.2. Uranium/ Uranium [1 markah/mark] 6 Apakah tindak balas yang berlaku dalam stesen jana kuasa tenaga nuklear? What is the reaction that occurs in the nuclear power plant? A Pembelahan nukleus Nuclear fission B Tindak balas endotermik Endothermic reaction C Atom stabil menjadi atom yang tidak stabil A stable atom becoming an unstable atom D Atom pecah kepada cebisan yang kecil Atoms breaking up into small pieces 7 Antara bahan berikut, yang manakah sesuai digunakan sebagai bahan api dalam reaktor nuklear? Which of the following substances is suitable to be used as fuel in nuclear reactors? A Radon-222 B Radium-226 C Uranium-235 D Magnesium-24 Rajah 1.2/Diagram 1.2 Strategi A+Sains Tg4-B12-vim_2p(145-154).indd 152 5/10/2023 3:37:20 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTIILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA
153 (ii) Apakah bahan yang digunakan sebagai dinding reaktor nuklear. Apakah kepentingan dinding reaktor tersebut? KBAT Menganalisis State the material used as the nuclear reactor shield. What is the importance of the reactor shield? Konkrit tebal. Mengelakkan sinaran radioaktif daripada terpancar ke persekitaran. Thick concrete. To prevent radioactive radiation from being emitted into the environment. [2 markah/marks] 2 Rajah 2 menunjukkan stesen jana kuasa nuklear. Diagram 2 shows the nuclear power station. Rod pengawal Control rod Rod bahan api Fuel rod Moderator grafi t Graphite moderator Stim Steam Turbin Turbine Penjana Generator Kondenser Condenser Pam Pump Air/ Water Reaktor Reactor Rajah 2/Diagram 2 (a) (i) Apakah kegunaan rod pengawal dalam reaktor nuklear? What is the use of control rod in the nuclear reactor? Mengawal kadar tindak balas pembelahan nukleus./ To control the nuclear fi ssion reaction. [1 markah/mark] (ii) Jelaskan bagaimana rod pengawal menjalankan fungsinya seperti yang dinyatakan dalam 2(a) (i). Explain how the control rod performs its function as described in 2(a) (i). [Bagaimana] Dengan menyerap neutron yang berlebihan./ [How] By absorbing excess neutrons. [1 markah/mark] (iii) Cadangkan satu unsur yang boleh digunakan untuk membuat rod pengawal. Suggest one element that can be used to make the control rod. Boron/ Boron [1 markah/mark] (b) Lengkapkan perubahan tenaga dalam penjanaan tenaga elektrik yang ditunjukkan dalam rajah di atas. Complete the energy transformation in the electrical energy generation shown in the diagram above. Tenaga nuklear Nuclear energy (i) Tenaga haba Heat energy (ii) Tenaga kinetik Kinetic energy Tenaga elektrik Electrical energy [1 markah/mark] (c) Air biasanya digunakan sebagai agen penyejuk. Mengapakah sistem penyejukan ini sangat penting dan apakah yang akan berlaku jika sistem ini gagal berfungsi? KBAT Menganalisis Water is commonly used as the cooling agent. Why is the cooling system very important and what happens if this system fails to function? Untuk mengawal suhu dalam reaktor. Jika sistem ini gagal berfungsi, akan berlaku letupan dalam reaktor nuklear./ To control the temperature of the reactor. If this system fails to function, there will be an explosion in the nuclear reactor. [2 markah/marks] Strategi A+Sains Tg4-B12-vim_2p(145-154).indd 153 5/10/2023 3:37:21 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTIILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA
154 Bahagian C 3 (a) (i) Apakah dua proses yang menghasilkan tenaga nuklear? What are the two processes that produce nuclear energy? [2 markah/marks] (ii) Nyatakan fungsi rod bahan api dan moderator grafi t dalam reaktor nuklear untuk penjanaan tenaga elektrik. State the functions of fuel rods and graphite moderators in nuclear reactors for the generation of electricity. [2 markah/marks] (b) Kebocoran bahan radioaktif telah berlaku di sebuah loji tenaga nuklear di Fukushima, Jepun pada tahun 2011 akibat letupan apabila negara itu dilanda gempa bumi dan tsunami. Terangkan empat kesan radiasi ke atas hidupan. A radiation leak has occurred at a nuclear power plant in Fukushima, Japan in 2011 due to an explosion after it was struck by earthquake and tsunami. Explain four effects of radiation on living things. [4 markah/marks] (c) Pembinaan stesen jana kuasa nuklear telah menjadi satu keperluan sebagai tenaga alternatif pada masa hadapan. Adakah anda setuju jika tenaga nuklear digunakan sebagai sumber tenaga di Malaysia. Wajarkan pilihan anda. KBAT Menilai The construction of nuclear power stations has become a necessity as an alternative energy in the future. Do you agree if nuclear energy is used as a source of energy in Malaysia? Justify your choice. [4 markah/marks] Jawapan/Answers: 3 (a) (i) Pembelahan nukleus/Nuclear fi ssion Pelakuran nukleus/Nuclear fusion (ii) Rod bahan api – Membebaskan tenaga haba untuk memanaskan gas yang mengalir melalui reaktor. Fuel rod – Releases heat energy to heat the gas that fl ows through the reactor. Moderator grafi t – Memperlahankan neutron. Graphite moderator – Slows down the neutrons. (b) – Merosakkan/memusnahkan sel hidup //Damages / destroys living cells – Menyebabkan kanser/ Causes cancer – Menyebabkan mutasi sel/ Causes cell mutation – Menyebabkan ketidaknormalan bayi / Causes deformation of baby (c) Setuju (Ya) atau Tidak (Tidak) ( 1m– pilih salah satu) Ya (Kelebihan)/ Tidak (Kelemahan) (3 m– pilih berdasarkan jawapan di atas) Kelebihan/ Advantages – Sumber tenaga yang lebih murah berbanding petrol. / Relatively a cheap source of energy compared to petrol – Membebaskan sangat sedikit gas yang memberi kesan rumah hijau. / Releases very little greenhouse gases. – Jumlah tenaga yang dihasilkan adalah sangat besar/ The amount of energy produced is huge Kelemahan/ Disadvantages [Mengapa/Why] – Kos membina reaktor nuklear sangat mahal / The cost of building a nuclear reactor is expensive – Jika berlaku kemalangan, kesan pencemaran radiasi sangat bahaya terhadap persekitaran dan hidupan / If accidents occur, the effects of radiation pollution are harmful to the environment and living things – Pekerja dan orang ramai yang tinggal sekitar reaktor nuklear akan terdedah kepada risiko sinaran radioaktif.yang boleh menyebabkan mutasi dan kanser./ Those working and living around nuclear reactors will be exposed to the risk of radioactive radiations that can cause mutation and cancer. Strategi A+Sains Tg4-B12-vim_2p(145-154).indd 154 5/10/2023 3:37:21 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTIILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA