Keradioaktifan

Keradioaktifan ialah pereputan spontan nukleus tak stabil sambil memancarkan sinaran, dan ia tidak dipengaruhi suhu, tekanan atau tindak balas kimia.

Tiga jenis sinaran dan sifatnya:

• Alfa (α) — nukleus helium bercas positif, pengionan paling kuat, penembusan paling lemah.
• Beta (β) — elektron bercas negatif, pengionan sederhana, penembusan sederhana.
• Gama (γ) — gelombang elektromagnet tanpa cas, pengionan lemah, penembusan paling kuat.

Separuh hayat ialah masa yang diambil untuk separuh daripada nukleus tak stabil mereput. Selepas dua separuh hayat, tinggal satu perempat bahan asal.

Kegunaan bahan radioaktif:

• Perubatan — radioterapi kanser, pengesan tumor dan pensterilan alatan.
• Industri — mengesan kebocoran paip dan mengukur ketebalan logam.
• Pertanian — mengkaji pengambilan baja dan mengawet makanan.
• Arkeologi — penentuan usia menggunakan karbon-14.

Langkah keselamatan termasuk menggunakan perisai plumbum, memakai lencana filem untuk memantau dedahan, dan menyimpan bahan radioaktif dalam bekas berlabel.

Pereputan radioaktif ialah proses nukleus tak stabil memancarkan sinaran alfa, beta atau gama untuk menjadi lebih stabil, dan pereputan alfa atau beta menukarkan unsur asal kepada unsur baharu.

Kesan setiap jenis pereputan pada nukleus:

• Pereputan alfa — nukleus kehilangan 2 proton dan 2 neutron. Nombor nukleon berkurang 4 dan nombor proton berkurang 2.
• Pereputan beta — satu neutron berubah menjadi proton dan elektron; elektron itu dipancarkan. Nombor nukleon tidak berubah dan nombor proton bertambah 1.
• Pancaran gama — hanya tenaga dibebaskan. Nombor nukleon dan nombor proton tidak berubah.

Sinaran latar belakang sentiasa ada di sekeliling kita, berpunca daripada sinaran kosmik, batuan dan tanah, gas radon, serta sedikit daripada makanan dan aktiviti manusia.

Dua sumber tenaga nuklear:

• Pembelahan nukleus — nukleus berat seperti uranium-235 dibedil neutron lalu terbelah kepada dua nukleus lebih ringan, beberapa neutron baharu dan tenaga yang besar. Neutron baharu boleh memulakan tindak balas berantai, yang dikawal dalam reaktor stesen jana kuasa nuklear.
• Pelakuran nukleus — nukleus ringan seperti hidrogen bergabung membentuk nukleus lebih berat seperti helium. Proses ini membekalkan tenaga matahari.

Dalam kedua-dua proses, jumlah jisim hasil sedikit kurang daripada jisim asal. Cacat jisim ini ditukar kepada tenaga mengikut persamaan Einstein E = mc².

Soalan pengiraan separuh hayat dan persamaan pereputan mudah memberi markah jika langkahnya betul. Perhatikan kesilapan lazim ini:

• Kira dahulu bilangan separuh hayat (n = masa ÷ separuh hayat), barulah bahagi dua sebanyak n kali. Jangan bahagi jumlah masa terus dengan jisim.
• Bahan radioaktif secara teori tidak pernah habis; jumlahnya hanya terus berkurang separuh.
• Dalam pereputan alfa, nombor nukleon berkurang 4 (bukan 2). Semak supaya jumlah nombor nukleon dan nombor proton seimbang di kedua-dua belah persamaan.
• Jangan keliru kuasa pengionan dengan kuasa penembusan: alfa paling kuat mengion tetapi paling lemah menembus.