6.1 Reputan Radioaktif 2021

FIZIK TINGKATAN 5

FIZIK NUCLEAR

6.1 REPUTAN RADIOAKTIF



STANDARD
PEMBELAJARAN 1

6.1.1 Menjelaskan dengan

contoh reputan bagi:

(i) reputan α

(ii) Reputan β

(iii) Reputan γ

Reputan radioaktif Reputan radioaktif adalah
merupakan proses nukleus rawak dan spontan kerana tidak
tidak stabil menjadi nukleus dipengaruhi oleh suhu, tekanan
stabil dengan memancarkan dan factor fizikal yang sah.
sinaran radioaktif.

Terdapat tiga jenis sinaran radioaktif iaitu zarah alfa (α), zarah
beta (β) dan sinar gama (γ)

Sifat Alfa Beta Gama
Semulajadi Nukleus
Helium Elektron Gelombang
Jisim
Cas 4 berhalaju tinggi elektromagnet
Laju Positif
Kuasa Rendah 1/2000 0
pengionan Tinggi Negatif
Kuasa 90% laju cahaya Neutral
penembusan Rendah Laju cahaya
Diberhentikan
oleh Sehelai sederhana Rendah
Dipesongkan kertas
oleh medan sederhana Tinggi
magnet & Ya Beberapa cm
medan elektrik Beberapa mm
Aluminium plumbum

Ya Tidak



Aktiviti 1 Tujuan: Menerangkan pereputan radioaktif
Apabila nukleus radioaktif mereput, nukluesnya
berpecah dan memancarkan zarah alfa atau beta
dan tenaga serta membentuk atom baru dengan
elemen yang berbeza.
Nuklid induk X berubah ke nuklid anak Y.

Reputan 
Reputan 
Reputan 

Reputan Alfa Zarah alfa ialah nukleus helium yang terdiri daripada dua
proton dan dua neutron.
Dalam reputan alfa, nucleus yang tidak stabil mengeluarkan
satu zarah alfa (dua proton dan dua neutron) untuk menjadi
nucleus unsur baharu yang lebih stabil.

28286Ra 28262Rn 4 He
2

28286Ra

28286Ra28262Rn24He

REPUTAN ALFA

• Nukleus induk mempunyai nombor proton, Z dan
nombor nucleon A.

• SpreoletopnasZr–e2pudtaannnaolfma,bnourcnleuucsleaonna, kAm– e4m. punyai nombor

28286Ra28262Rn24He

A A-4

Z
+

Z-2

24He



28140Po28026Pb24He

U238 29304Th 24He

92

Reputan Beta, β 01n11p10e

Zarah beta ialah electron yang
bergerak pantas.
Dalam reputan beta, sebiji
neutron dalam nucleus yang
tidak stabil terurai kepada satu
proton dan satu elektron.

Proton yang terhasil kekal
dalam nucleus manakala
electron akan terpancar keluar
dengan tenaga kinetik yang

tinggi sebagai zarah beta, β

REPUTAN BETA 174N

164C 0 e
1

164C174N 10e

• Carbon-14 mereput secara reputan beta.
• Satu neutron terurai sebagai proton dan electron.
• Elektron keluar tinggalkan nukleus dengan halaju tinggi sebagai zarah beta
• Proton yang terhasil kekal dalam nukleus; bilangan proton menjadi 7.
• Oleh itu nukleus baru menjadi nitrogen-14 terbentuk.

Reputan beta, Nombor proton Z bertambah 1,
nombor nucleon A tidak berubah

• Selepas reputan β, nombor proton bagi nucleus anak menjadi Z + 1
dan nombor nucleon A, tidak berubah.

Nombor 0e
nukleon
-1

A A +

Z Z+1

Nombor
proton

Beta decay

24 Na 24 0e
Mg
11 + -1
12

Reputan Beta berlaku apabila satu neutron di dalam
nucleus yang tidak stabil berubah kepada proton dan
electron.

n p e1 1 + 0

0 1 -1

Reputan Gama

• Sinar gama ialah sinaran electromagnet yang berfrekuensi tinggi.
• Dalam reputan gama, suatu nucleus radioaktif yang tidak stabil

membebaskan tenaga lebihannya untuk menjadi lebih stabil.
• Sinaran electromagnet tidak berjisim dan bersifat neutral.

A

+
A
ZZ

• Selepas reputan gama, tiada perubahan nombor proton dan nombor
nucleon berlaku pada nukleus.

• Struktur nuleus tidak berubah, cuma membuatkan nukleus menjadi
lebih stabil.

• Nukleus kurang bertenaga selepas reputan gama.
• Sinar gama dipancarkan serentak Bersama-sama dengan zarah alfa

atau zarah beta.

o Dalam reputan radioaktif,
sesetengah nukleus dapat
memancarkan lebih daripada
satu sinaran

o Misalnya, reputan uranium-
234 memancarkan zarah alfa
dan sinar gama

o Contoh persamaan
reputannya dan persamaan
reputan yang lebih ringkas



A  A-4

Z Z-2
214
,  214
Bi
Po
83
84
214
210
Po
Pb + S
84
40 82
40
K
Ca + Q
19
20

State the particle releases in the
decaying process below

238 234 234 234
Pa
U Th U
91
92 90 92

226 230

Ra 88Th

86

U238 23940Th 24He

92

210 210 0

Pb  Bi + e

82 83 -1

C232 28028Pb  x24He  y 10e

90

Beta 232 = 208 + 4x x = 6 alfa

3980Sr9309Y 10e 90 = 82 + 2x – y
y = 82 + 12 – 90 = 4 beta

M234 29128N  x 24He  y 10e

90

U238 Az Pb 824He 610e 234 = 218 + 4x x = 4 alfa
90 = 92 + 2x – y
92 y = 92 + 8 – 90 = 10 beta

238 = A + 32 A = 206

92 = z + 16 – 6 Z = 82

V232 29200W  x 24He  y 10e
92

232 = 220 + 4x x = 3 alfa
92 = 90 + 2x – y
y = 90 + 6 – 92 = 4 beta

I – alfa II - beta III - alfa

3 alfa dan 2 beta

STANDARD
PEMBELAJARAN 2

6.1.2 Menjelaskan dengan
contoh maksud separuh
hayat.

• Apabila suatu sampel
bahan radioaktif
mereput, bilangan
nukleus radioaktif yang
belum mereput
berkurang dengan masa
manakala bilangan
nukleus anak semakin
bertambah.

Separuh Hayat

Separuh hayat, T1/2 ialah masa yang
diambil untuk separuh daripada

bilangan asal nukleus radioaktif bagi
suatu sampel radioaktif mereput.

o Selepas satu separuh hayat,
bilangan nukleus yang belum
mereput akan menjadi separuh
daripada nilai asal.

o Apabila suatu nukleus radioaktif
yang tidak stabil mereput, nukleus
baharu yang terbentuk juga mungkin
tidak stabil.

o Nukleus baharu akan mengalami satu
siri reputan berterusan sehingga
nukleus yang stabil terbentuk

Separuh hayat nuklid radioaktif

• Barium – 144 mempunyai • Carbon-14 mempunayi separuh
separuh hayat 12 saat. hayat 5730 years

• Jika anda bermula dengan 10 g • Jika anda bermula dengan 10 g
barium-144, 12 saat kemudian carbon-14, anda perlu tunggu
hanya tinggal 5 g yang masih lagi 5730 tahun untuk separuh
belum mereput. daripadanya mereput.

Radioactive decay series:
 Bahan radioaktif selalunya mereput beberapa

kali dalam suatu siri langkah, mengeluarkan
sinaran dan menghasilkan satu bahan baru (anak) pada
setiap langkah.
 Satu bahan induk menghasilkan bahan anak dan cucu
dalam sesuatu yang dipanggil siri reputan.
 Proses ini berterusan sebagai siri reputan radioaktif
sehingga satu nuklid yang stabil dicapai.
 Setiap pereputan mengeluarkan zarah alfa atau zarah beta
dan mungkin sinar gama



o Uranium-238 ialah unsur
radioaktif yang mempunyai
separuh hayat yang panjang,
iaitu kira-kira 5 000 juta tahun

o Unsur ini terperangkap
semasa pembentukan batu-
batuan.

o Uranium-238 yang
terperangkap akan mereput
dan akhirnya membentuk
plumbum-206 yang stabil

o Proses reputan ini mengambil masa yang lama kerana kadar reputannya
rendah.

o Dengan penentuan nisbah plumbum-206 kepada uranium-238 dalam
suatu sampel batu, usia batu-batuan dapat dianggarkan.

o Semakin tinggi nisbah tersebut, semakin berusia batu-batuan.
o Kaedah pengukuran geologi ini juga dapat menganggarkan usia Bumi kita

• Bahan radioaktif
lazimnya disimpan

di dalam bekas
tebal yang

tertutup, diperbuat
daripada plumbum

untuk tujuan
keselamatan.

• Radioisotop
ialah isotop
dengan nukleus
tidak stabil yang
boleh
memancarkan
sinaran
radioaktif.

STANDARD
PEMBELAJARAN 3

6.1.3 Menentukan separuh
hayat bahan sumber
radioaktif daripada
lengkung reputan.

Menentukan Separuh  Apabila N = ½ No , masa yang diambil,
Hayat Bahan Sumber T1/2 dikenali sebagai separuh hayat.
Radioaktif daripada Graf
Lengkung Reputan

o Suatu unsur radioaktif
akan mengalami reputan
radioaktif secara rawak
dan spontan.

o Bilangan nukleus yang
belum mereput akan
berkurang dengan masa

o Unsur radioaktif yang
berlainan mereput pada
kadar yang berlainan.

o Sifat ini boleh dipaparkan
dalam bentuk graf
lengkung reputan.

Dalam satu siri reputan radioaktif, persamaan separuh hayat dapat ditulis
sebagai:

NO → ½ NO → ¼ NO → 1/8NO → ….. → (½ )nNO
T1/2 T1/2 T1/2

Bilangan nukleus yang belum reput, N N = (½ )nNO

NO = bilangan asal nukleus
n = bilangan separuh hayat
T1/2 = separuh hayat

o Keaktifan sampel
radioaktif berkadar terus
dengan bilangan nukleus
radioaktif yang terdapat
dalam sampel pada ketika
itu.

o Keaktifan suatu sampel
radioaktif ialah reputan
per saat, iaitu bilangan
zarah radioaktif yang
dipancarkan sesaat.

Perubahan bilangan nucleus dalam lima separuh hayat

Graf lengkung bagi Semakin singkat masa separuh hayat
reputan radioaktif suatu sampel radioaktif (T’1/2 < T1/2 ),
semakin tinggi kadar reputannya.

To study the half life of a radioactive sample

• The ratemeter is taken every 10 minutes.
• The activity of the sample is calculated,
• The results are plotted as activity against time.

Kaedah graf Graph Methode, T1/2

Activity Title : Activity against time graph

300
240

180
150

120

60

20 40 60 80 100 time/minute

T1/2

Determination of half life by graph method

Title : Graph Activity against time

• The decay curve for the radioactive gas radon-222
which has a half-life of 55 seconds.

Example 1

The figure shows the decay curve
for a radioactive sample.

(a) What is the half-life of the 0 25 50 T
sample?
75
(b) State the value of T.
(a)Half-life = 25 minutes

(b)Therefore, T = 75 minutes

STANDARD
PEMBELAJARAN 4

6.1.4 Menyelesaikan masalah
kehidupan harian yang
melibatkan separuh hayat