FIZIK

TINGKATAN 5

BAB 10

RADIOAKTIF

MODUL

CEMERLANG

KERTAS 1

1. The penetrating power of gamma ray is strong because it

Kuasa penembusan sinar gama tinggi kerana sinar gama

A. no charge

tidak membawa cas

B. no mass

tidak mempunyai jisim

C. the ionizing power very low

kuasa pengionannya sangat rendah

D. has the higher frequency

mempunyai frekuensi yang tinggi

2. Beta particles can be detected by using

Zarah beta boleh dikesan dengan menggunakan

P - Photographic plate / Plat fotograf

Q - Spark counter / Pembilang bunga api

R- Cloud chamber //Kebuk awan

A. P and Q

P dan Q

B. P and R

P dan R

C. Q and R

Q dan R

D. P, Q and R

P, Q dan R

3. The equations for P decay is shown.

Persamaan menunjukkan pereputan unsur P

210 P → 206 Q + R

84 82

What is R?

R ialah

A. Alpha particle

zarah alfa

B. Beta particle

zarah beta

C. X-ray

sinar-X

D. Gamma ray

sinar gama

4. A nuclear explosion released 3.6 x 10-10 J of energy. What is the mass is converted

into the amount of energy? [Speed of light, c = 3 x 108 m s-1]

Dalam satu tindakbalas pelakuran nukleus, 3.6 x 10-10 J tenaga dibebaskan.

Berapakah jisim yang hilang?[Halaju cahaya, c = 3 x 108 m s-1]

A. 1.1 x 10-1 kg

B. 1.2 x 10-18 kg

C. 4.0 x 10-27kg

D. 8.3 x 1017 kg

5. Table shows the characteristic of P, Q, R and S radioisotope.

Jadual menunjukkan ciri-ciri bagi radioisotop P,Q ,R dan S.

Radioisotop Characteristic of radioisotop

State of matter

Keadaan jirim

Type of radiation

Sinar yang dipancar

Half life

Separuh hayat

P Solid

Pepejal

Beta

Beta

27 years

27 tahun

Q Solid

Pepejal

Gamma

Gama

5 years

5 tahun

R Gas

Gas

Beta

Beta

3 months

3 bulan

S Liquid

Cecair

Alpha

Alfa

17 yeras

17 tahun

Which of the radioisotope is most suitable to be use as a detector to control the

thickness of paper?

Radioisotop yang manakah paling sesuai digunakan sebagai bahan pengesan

ketebalan kepingan kertas?

A. P

B. Q

C. R

D. S

6. U238

92 decays to become Pb206

82 . The number of radioactive particles emitted during

the decay is

U238

92 mengalami reputan menjadi Pb206

82 . Bilangan dan sinaran radioaktif yang

dibebaskan semasa proses reputan ini ialah

A. 8 alpha

8 alfa

B. 10 beta

10 beta

C. 8 alpha and 6 beta

8 alfa dan 6 beta

D. 32 alpha and 10 beta

32 alfa dan 10 beta

7. The ionising power of alpha particles is high because

Kuasa pengionan zarah alfa tinggi kerana

A. has bigger charge

mempunyai cas yang besar

B. has bigger mass

mempunyai jisim yang besar

C. has bigger momentum

mempunyai momentum yang besar

D. has higher penetration power

mempunyai kuasa penembusan yang tinggi

8. The following is the safety precaution in the handling of radioactive substance except

Berikut adalah langkah-langkah keselamatan bagi mengendalikan bahan radioaktif

kecuali

A. wear radiation badges which can detect the dose of radiation emitted

memakai lencana yang dapat mengesan dos sinaran radioaktif

B. radioactive substance should be kept in thickness plumbum container

bahan radioaktif hendaklah disimpan di dalam bekas plumbum yang tebal

C. put danger signes at the radioactive substance storage region

meletakkan tanda amaran di setiap kawasan yang ada menyimpan bahan

radioaktif

D. wash the hand before and after using radioactive substance

mencuci tangan sebelum dan selepas menggunakan bahan radioaktif

9. Which of the following has a similar characteristics to β-particles ?

Antara berikut, yang manakah mempunyai sifat yang sama dengan zarah – β ?

A. Proton

Proton

B. Electron

Elektron

C. Helium nucleus

Nukleus helium

D. Electromagnetic wave

Gelombang elektromagnet

10. The diagram shows a series of radioactive decays for the nucleus of uranium-238 to

that radium-226.

Gambar rajah menunjukkan siri pereputan radioaktif nukleus uranium-238 kepada

nukleus radium-226.

What is the number of the alpha particles and beta particles emitted during this

process?

Berapakah bilangan zarah alfa dan zarah beta yang dihasilkan semasa proses ini ?

The number of alpha particles The number of beta particles

Bilangan zarah alfa Bilangan zarah beta

A. 2 3

B. 3 2

C. 4 1

D. 1 1

11. What is the radioisotope that can be used to determine the age of a fossil ?

Apakah radioisotope ynag boleh digunakan untuk menentukan usia suatu fosil ?

A. Radon – 222

Radon – 222

B. Uranium – 238

Uranium – 238

C. Carbon – 14

Karbon – 14

D. Iodine -131

Iodin – 131

12. Which radioactive detector device is not suitable to detect gamma ray?

Alat pengesan radioaktof manakah yang tidak sesuai untuk mengesan sinar gama?

A. Spark counter

Pembilang bunga api

B. Geiger-Muller tube

Tiub Geiger-Muller

C. Photographic film

Filem fotografi

D. Cloud chamber

Kebuk awan

KERTAS 2 BAHAGIAN A

SOALAN NO 1 [4 markah]. (Kebiasaannya dari Bab 1)

1. Table below shows the number of protons, the number of neutrons and the

nucleon number of three isotopes of hydrogen.

Jadual di bawah menunjukkan bilangan proton, bilangan neutron dan

nombor nukleon bagi tiga isotop bagi hidrogen.

Isotopes of

hydrogen

Isotop bagi

hidrogen

Number of

protons

Bilangan

proton

Number of

neutrons

Bilangan

neutron

Nucleon

number

Nombor

nukleon

1 H

1

1 0 1

2 H

1

1 1 A

3 H

x

X 2 3

Table

Jadual

(a) Complete the following sentence by ticking (√) the correct word.

Lengkapkan ayat berikut dengan menandakan (√) perkataan yang betul.

The charge of proton is

Cas satu proton ialah

positive

positif

negative

negatif

[1 m]

(b) What is the meaning of isotopes?

Apakah maksud isotop?

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

[1 m]

(c)

(i)

(ii)

Based on Table above, state the value of

Berdasarkan Jadual di atas, nyatakan nilai bagi

A : _____________________________

X : _____________________________

[2 m]

SOALAN NO 3 [6 markah]

1. Diagram 3 shows nuclear fission of Uranium-235.

Rajah 3 menunjukkan pembelahan nukleus Uranium-235.

Diagram 3

Rajah 3

(a) What is the meaning of nuclear fission?

Apakah yang dimaksudkan dengan pembelahan nukleus?

_______________________________________________________________

[1 m]

(b) Give one reason why Uranium-236 splits into two new elements after the

reaction occurs.

Beri satu sebab mengapa Uranium-236 terbelah kepada dua unsur baharu

selepas tindak balas itu berlaku.

_______________________________________________________________

[1 m]

(c) (i) Complete the equation of the nuclear fission below.

Lengkapkan persamaan pembelahan nukleus di bawah.

[1 m]

(ii) Based on the equation above, calculate the energy released in the nuclear

fission process. The mass defect during the process is 0·18606 u.

Berdasarkan persamaan di atas, hitung tenaga yang dibebaskan dalam

pembelahan nukleus tersebut. Cacat jisim semasa proses tersebut adalah

0·18606 u.

(1 u = 1·66 x 10- 27 kg; c = 3 x 108 m s-1)

[3 m]

2. The equation below represents a radioactive decay which occurs spontaneously.

Persamaan di bawah mewakili satu reputan radioaktif yang berlaku secara spontan.

(a) Name the type of the radioactive decay.

Namakan jenis reputan radioaktif itu.

_________________________________________________________________

[1 m]

(b) Why does the radioactive decay occur?

Mengapakah reputan radioaktif tersebut berlaku?

_________________________________________________________________

[1 m]

(c) Table below shows the atomic mass unit (u) of three elements.

Jadual di bawah menunjukkan unit jisim atom (u) bagi tiga elemen.

Element

Elemen

Atomic Mass Unit (u)

Unit Jisim Atom (u)

Radium

226.025

Radon

222.018

Helium

4.003

Additional Information:

Maklumat Tambahan:

1 u = 1.66 × 10–27 kg

Table

Jadual

(i) Determine the mass defect in kg.

Tentukan cacat jisim dalam kg.

[2 m]

(ii) Calculate the energy released from the radioactive decay.

Hitung tenaga yang terbebas daripada reputan radioaktif itu.

[2 m]

3. Iodine-131 is a radioisotope of iodine. A radioisotope sample that contains 200 g of

Iodine-131 undergoes a decay process. The half-life of Iodine-131 is 8 days.

Iodin-131 adalah satu radioisotop bagi iodin. Suatu sampel radioisotop yang

mengandungi 200 g Iodin-131 mengalami proses reputan. Setengah-hayat Iodin-131

adalah 8 hari.

(a) What is the meaning of half-life?

Apakah maksud setengah-hayat?

_______________________________________________________________

[1 m]

(b) Give one reason why Iodine-131 undergoes a decay process.

Beri satu sebab mengapa Iodin-131 mengalami proses reputan.

_______________________________________________________________

[1 m]

(c) (i) Calculate the mass of Iodine-131 afer 32 days.

Hitung jisim Iodin-131 selepas 32 hari.

[2 m]

(ii) On Diagram, sketch a graph to show the decay process of Iodine-131.

Pada Rajah, lakar graf untuk menunjukkan proses reputan Iodin-131.

Diagram

Rajah

[2 m]

4

.

Diagram 3 shows a type of nuclear reaction where the number of neutrons produced is X.

Rajah 3 menunjukkan sejenis tindakbalas nuklear dimana bilangan neutron yang terhasil

adalah X.

Diagram 3

Rajah 3

(a) (i) Name this type of the nuclear reaction.

Namakan jenis tindakbalas nuklear ini.

_______________________________________________________________

[1 m]

(ii) What is the value of X?

Berapakah nilai bagi X.

_______________________________________________________________

[1 m]

(b) The nuclear energy produced in the nuclear reaction in 1.5 ms is 2.9 x 10-11 J.

Tenaga nuklear yang dihasilkan dalam tindakbalas nuklear dalam 1.5 ms

adalah 2.9 x 10 -11 J.

Calculate,

Hitungkan,

(i) the mass defect

cacat jisim

[2 m]

(ii) the power generated

kuasa yang dijanakan

[2 m]

5

.

Diagram 3 shows paths of three types of radioactive emission in a magnetic field.

Rajah 3 menunjukkan lintasan bagi tiga jenis pancaran radioaktif dalam suatu medan

magnet

Key: X - Direction of magnetic field inwards

Kunci: X - Arah medan magnet ke dalam

Diagram 3

Rajah 3

(a) Name the radioactive emission Q.

Namakan pancaran radioaktif Q.

_______________________________________________________________

[1 m]

(b) Give reason why the path of radioactive emission

Beri sebab mengapa lintasan pancaran radioaktif

(i) Q is straight

Q adalah lurus

_______________________________________________________________

[1 m]

(ii) P and R is curve

P dan R adalah melengkung

_______________________________________________________________

[1 m]

In a nuclear reactor, Uranium-235 is bombarded by a neutron produces

Barium-141 and Kripton-92 and released three neutrons.

Dalam suatu 13uclear 13uclear, Uranium-235 ditembak dengan satu neutron

menghasilkan Barium-141 dan Kripton-92 dan membebaskan tiga neutron.

(c) (i) Complete the equation of the reaction by writing the appropriate number in the

boxes provided.

Lengkapkan persamaan tindak balas dengan menulis nombor yang sesuai

dalam kotak yang disediakan.

[1 m]

(ii) The nuclear reaction of one nucleus of Uranium-235 experiences a mass defect

of 2.988 x 10-28 kg.

Calculate the energy released in the nuclear reaction.

The velocity of light c, 3 x 108 ms-1.

Tindak balas nuklear bagi satu nukleus Uranium-235 mengalami kecacatan

jisim sebanyak 2.988 x 10-28 kg.

Hitungkan tenaga yang dibebaskan dalam tindak balas nuklear itu.

Halaju cahaya adalah c, 3 x 108 ms-1.

[2 m]

6. Diagram below shows the activity-time graph of radioisotope Potassium-42. This radioisotope

emits beta particles and is used as a tracer to measure the quantity of salt in human body.

Rajah di bawah menunjukkan graf keaktifan-masa bagi radioisotop Kalium-42. Radioisotop ini

memancarkan zarah beta dan digunakan sebagai penyurih untuk mengukur kandungan garam

dalam badan manusia.

Diagram

Rajah

(a) State one characteristic of beta particles.

Nyatakan satu sifat zarah beta.

______________________________________________________________________________

[1 m]

(b) Based on Diagram above, determine the half-life of Potassium-42.

Show on the graph how you determine the half-life of Potasium-42.

Berdasarkan Rajah di atas, tentukan separuh-hayat Kalium-42.

Tunjukkan pada graf bagaimana anda menentukan separuh-hayat bagi Kalium-42.

Half-life of Potassium-42: _________________________________ hours

Separuh-hayat bagi Kalium-42: jam

[2 m]

(c) Based on the half-life, state why Potassium-42 is suitable to be used as the tracer.

Berdasarkan separuh-hayat itu, nyatakan mengapa Kalium-42 sesuai digunakan sebagai

penyurih.

_______________________________________________________________________________

[1 m]

(d) Calculate the time taken for radioisotope Potassium-42 to reduce to of its initial activity

.

Hitung masa yang diambil bagi radioisotop Kalium-42 berkurang menjadi daripada

keaktifan asalnya.

[2 m]

SOALAN NO 8 – Tingkatan 4/5 [12 markah]

1

.

Diagram below shows a system used in a factory to ensure the thickness of a

cardboard sheet is uniform.

Rajah di bawah menunjukkan satu sistem yang digunakan di sebuah kilang

untuk memastikan ketebalan kepingan kadbod adalah seragam.

Diagram

Rajah

The radioactive source, radiation detector and counter are used to detect the

thickness of the cardboard sheet. The radioactive source contains a

radioisotope. The roller is used to compress the cardboard sheet.

Sumber radioisotop, pengesan sinaran dan pembilang digunakan untuk

mengesan ketebalan kepingan kadbod. Sumber radioaktif itu mengandungi

radioisotop.

Penggelek digunakan untuk memampatkan kepingan kadbod.

Table below shows four radioisotopes with their respective properties.

Jadual di bawah menunjukkan empat radioisotop dengan sifat masing-

masing.

Radioisotopes

Radioisotop

Half-life

Separuh

hayat

Type of

radiation

Jenis

sinaran

Physical

state

Keadaan

fizikal

Sodium-

24(Na)

Natrium-

24(Na)

15 hours

15 jam

Gamma

Gama

Liquid

Cecair

Phosphorus-

32(P)

Fosforus-32(P)

14.3 days

14.3 hari

Beta

Beta

Liquid

Cecair

Cobalt-60(Co)

Kobalt-60(Co)

5.27

years

5.27

tahun

Gamma

Gama

Solid

Pepejal

Strontium-

90(Sr)

Strontiu-90(Sr)

28.5

years

28.5

tahun

Beta

Beta

Solid

Pepejal

Table

Jadual

(a) What is meant by a radioisotope?

Apakah yang dimaksudkan dengan radioisotop?

______________________________________________________________

______________________________________________________________

[1 m]

(b) Based on Table above, state the suitable properties of the radioisotope to

detect the thickness of the cardboard sheet. Give reason for the suitability of

the properties.

Berdasarkan Jadual di atas, nyatakan sifat-sifat radioisotop yang sesuai

untuk mengesan ketebalan kepingan kadbod. Beri sebab mengapa sifat-sifat

itu sesuai.

(i) Half-life/Separuh hayat

______________________________________________________________

Reason/Sebab

______________________________________________________________

[2 m]

(ii) Type of radiation/Jenis sinaran

______________________________________________________________

Reason/Sebab

______________________________________________________________

[2 m]

(iii) Physical state/Keadaan fizikal

______________________________________________________________

Reason/Sebab

______________________________________________________________

[2 m]

(c) Based on the answers in (b), determine the most suitable radioisotope in

Table above to detect the thickness of the cardboard sheet.

Berdasarkan jawapan di (b), tentukan radioisotop dalam Jadual di atas yang

paling sesuai digunakan untuk mengesan ketebalan kepingan kadbod.

______________________________________________________________

[1 m]

(d) The radioisotope in (c) is used to detect the thickness of the cardboard sheet.

Radioisotop di (c) digunakan untuk mengesan ketebalan kepingan kadbod.

(i) State the change in the reading of the counter when a thicker cardboard is

used.

Nyatakan perubahan bacaan pembilang apabila kadbod yang lebih tebal

digunakan.

______________________________________________________________

[1 m]

(ii) How is the thickness of the cardboard sheet reduced?

Bagaimanakah ketebalan kepingan kadbod itu dikurangkan?

______________________________________________________________

[1 m]

(e) The half-life of Cobalt-60 is 5.27 years. Calculate the time taken for the

activity of Cobalt-60 to reduce to 6.25% of its initial value.

Separuh hayat Kobalt-60 ialah 5.27 tahun. Hitung masa yang diambil untuk

keaktifan Kobalt-60 berkurang menjadi 6.25% daripada nilai asalnya.

[2 m]

KERTAS 2 BAHAGIAN B

SOALAN NO 10 – Tingkatan 5 [20 markah]

1. Diagram A and Diagram B show the deflection of a radioactive emission

in an electric field.

Rajah A dan Rajah B menunjukkan pesongan satu pancaran radioaktif di

dalam suatu medan elektrik.

Diagram A

Rajah A

Diagram B

Rajah B

(a) What is the meaning of radioactivity?

Apakah maksud keradioaktifan?

[1 m]

(b) Using Diagram A and Diagram B,

Menggunakan Rajah A dan Rajah B,

state the charge of the radioactive emission, compare the voltage of the

EHT and the deflection of the radioactive emission

nyatakan cas pancaran radioaktif itu, bandingkan voltan VLT dengan

pesongan pancaran radioaktif.

State the relationship between the voltage of the EHT with the strength of

the electric field between the plates and the strength of the electric field

between the plates with the deflection of the radioactive emission.

Nyatakan hubungan antara voltan VLT dengan kekuatan medan elektrik

di antara plat dan kekuatan medan elektrik di antara plat dengan

pesongan pancaran radioaktif.

[5 m]

(c) Diagram C shows a type of nuclear reaction.

Rajah C menunjukkan sejenis tindak balas nuklear.

Diagram C

Rajah C

(i) Name this type of nuclear reaction.

Namakan jenis tindak balas nuklear ini.

[1 m]

(ii) Explain how nuclear energy is produced from the nuclear reaction shown

in Diagram C.

Terangkan bagaimana tenaga nuklear dihasilkan daripada tindak balas

nuklear seperti yang ditunjukkan dalam Rajah C.

[3 m]

(d) Diagram D shows how a radioactive source is handled by a student.

However, the method is not safe. Suggest and explain the equipment to be

used in handling a radioactive source, storing method to ensure safe

keeping of the radioactive source and other precautions that need to be

taken.

Rajah D menunjukkan bagaimana sumber radioaktif dikendalikan oleh

seorang murid. Bagaimanapun, kaedah yang ditunjukkan adalah tidak

selamat. Cadang dan terangkan peralatan yang digunakan dalam

mengendalikan sumber radioaktif, cara penyimpanan untuk memastikan

sumber radioaktif adalah selamat dan langkah berjaga-jaga lain yang

perlu diambil semasa pengendalian.

Diagram D

Rajah D

KERTAS 2 BAHAGIAN C

SOALAN NO 12 – Tingkatan 5 [20 markah]

1. (a) Diagram shows two types of tracks formed in a cloud chamber. The tracks are formed

due to the radiation from radioisotope.

Rajah menunjukan dua jenis runut yang terbentuk dalam kebuk awan. Runut-runut

itu terbentuk disebabkan sinaran daripada radioisotop.

Diagram

Rajah

(i) What is the meaning of radioisotope?

Apakah maksud radioisotop?

[1 m]

(ii) Name the radiation that causes the tracks in cloud chamber M and cloud chamber

N.

Namakan sinaran yang menyebabkan runut-runut dalam kebuk awan M dan

kebuk awan N.

[2 m]

(iii) Explain the answer in (a)(ii).

Terangkan jawapan di (a)(ii).

[2 m]

(b) Radioisotope is used as a tracer to determine the rate of absorption of fertilisers by

plants. You are required to investigate the characteristics of radioisotope as shown in

Table.

Radioisotop digunakan sebagai penyurih untuk menentukan kadar penyerapan baja

oleh tumbuhan. Anda dikehendaki untuk menyiasat ciri-ciri radioisotop seperti

ditunjukkan dalam Jadual.

Radioisotope

Radioisotop

State of

matter

Keadaan

jirim

Half-life of

radioisotope

Setengah-hayat

radioisotop

Type of

ray

Jenis

sinaran

Type of

detector

Jenis pengesan

W Solid

Pepejal

5 minutes

5 minit

Gamma

Gama

Spark counter

Pembilang

bunga api

X Liquid

Cecair

2 years

2 tahun

Beta

Beta

Spark counter

Pembilang

bunga api

Y Liquid

Cecair

14 days

14 hari

Beta

Beta

G-M tube

Tiub G-M

Z Solid

Pepejal

20 years

20 tahun

Gamma

Gama

G-M tube

Tiub G-M

Table

Jadual

Explain the suitability of beach characteristic of the radioisotope to be used as a

tracer. Determine the most suitable radioisotope that can be used to detect the rate of

absorption of fertilisers by plants. Give reasons for your choice.

Terangkan kesesuaian setiap ciri radioisotop untuk digunakan sebagai penyurih.

Tentukan radioisotop yang paling sesuai yang boleh digunakan untuk mengesan

kadar penyerapan baja oleh tumbuhan. Beri sebab-sebab untuk pilihan anda.

[10 m]

(c) A nuclear reaction is represented by the following equation:

Satu tindak balas nuklear diwakili oleh persamaan berikut:

Mass of:

Jisim bagi:

Based on the equation, calculate

Berdasarkan persamaan itu, hitung

(i) the mass defect,

cacat jisim, [2 m]

(ii) the energy released.

tenaga yang dibebaskan. [3 m]