Kuasa pengionan ialah sejauh mana sinaran mengeluarkan elektron daripada atom. Kebolehtelapan (penetration) ialah sejauh mana ia bergerak melalui sesuatu bahan sebelum diserap. Kedua-duanya dihubungkan oleh satu idea: setiap pengionan menggunakan sebahagian tenaga sinaran, jadi semakin kuat ia mengion, semakin pendek julatnya.
Pelajaran ini menghimpunkan pelajaran terdahulu dalam model atom dan nukleus. Ia bergantung pada jadual perbandingan dan pembetulan kadar bilangan daripada pelajaran sebelumnya.
Bagaimanakah pengionan menerangkan kebolehtelapan?
Bayangkan sinaran sebagai zarah bergerak dengan jumlah tenaga tetap untuk dibelanjakan. Apabila ia mengionkan atom, ia melepaskan sedikit tenaga itu. Apabila tenaga habis, ia berhenti.
- Alfa mengionkan sangat banyak atom dalam jarak pendek. Tenaganya cepat habis, jadi ia dihentikan oleh kertas atau beberapa sentimeter udara.
- Beta mengion kurang daripada alfa. Ia bergerak lebih jauh, dan beberapa milimeter aluminium menghentikannya.
- Gamma jarang mengion. Tenaganya dibelanjakan perlahan-lahan, jadi ia menembusi kebanyakan bahan dan hanya dikurangkan oleh plumbum atau konkrit tebal.
Maka susunan kuasa pengionan (alfa, beta, gamma, daripada terkuat kepada terlemah) ialah songsangan susunan kebolehtelapan.
Bagaimanakah mengenal pasti sumber daripada bacaan penyerap?
Letakkan penyerap berbeza antara sumber dan pengesan, kemudian bandingkan kadar bilangan terbetul (terukur tolak latar belakang). Penurunan ke aras latar belakang bermaksud “dihentikan”. Penurunan kecil bermaksud “dikurangkan sebahagian”.
Contoh berlangkah
Kadar bilangan latar belakang ialah 25 bilangan/min. Jadual menunjukkan bacaan rekaan bagi tiga sumber, P, Q dan R, dengan penyerap berbeza.
| Penyerap | P | Q | R |
|---|---|---|---|
| Tiada | 450 | 450 | 450 |
| Kertas | 28 | 448 | 450 |
| Aluminium 3 mm | 26 | 30 | 445 |
| Plumbum 5 cm | 25 | 25 | 60 |
Langkah 1, P. Kertas menurunkan bacaan daripada 450 kepada 28, hampir latar belakang (25). Jadi P dihentikan oleh kertas: alfa.
Langkah 2, Q. Kertas hanya sedikit mengubah bacaan (450 kepada 448), tetapi aluminium 3 mm menurunkannya kepada 30, hampir latar belakang. Jadi Q menembusi kertas dan dihentikan oleh aluminium: beta.
Langkah 3, R. Aluminium hampir tidak mengubah bacaan (445). Plumbum tebal mengurangkannya kepada 60, terbetul 35 bilangan/min, jauh lebih rendah daripada 425 terbetul pada permulaan, tetapi bukan sifar. Jadi R dikurangkan oleh plumbum tetapi tidak dihentikan sepenuhnya: gamma.
Langkah 4, kaitan dengan pengionan. P, yang paling mudah dihentikan, ialah yang paling kuat mengion. R, yang menembusi paling jauh, ialah yang paling lemah.
Kesilapan yang perlu diawasi
Jawapan yang salah: “Gamma ialah sinaran paling berbahaya kerana ia paling menembusi dan oleh itu paling mengion.”
Pelajar menggabungkan dua sifat itu. Gamma ialah yang paling kurang mengion antara ketiga-tiganya, kerana ia paling menembusi.
Bahaya bergantung pada kedua-dua sifat dan pada lokasi sumber. Di luar badan, sinaran yang menembusi seperti gamma boleh sampai ke organ. Di dalam badan, alfa boleh amat merosakkan kerana ia memendapkan semua tenaganya dalam tisu berhampiran.
Pembetulannya ialah menulis dua pernyataan berasingan: satu tentang pengionan, satu tentang kebolehtelapan, kemudian menghubungkannya dengan “kerana setiap pengionan memindahkan tenaga”.
Semak kendiri
1. Mengapa sinaran alfa mempunyai julat pendek dalam udara?
Lihat jawapan
Ia sangat mengion. Ia kehilangan tenaga kepada banyak atom sepanjang laluan pendek, jadi tenaganya habis dalam beberapa sentimeter.
2. Bilangan latar belakang ialah 20 bilangan/min. Satu sumber memberi 380 bilangan/min tanpa penyerap, 378 dengan kertas, 22 dengan aluminium 3 mm dan 20 dengan plumbum tebal. Apakah sumbernya?
Lihat jawapan
Kertas tidak mengurangkannya, tetapi aluminium mengurangkannya hampir ke aras latar belakang. Jadi sumber itu memancarkan sinaran beta. Alfa akan dihentikan oleh kertas, dan gamma tidak akan dihentikan oleh aluminium 3 mm.
3. Mengapa sumber alfa mungkin berisiko rendah di atas meja tetapi berisiko tinggi jika tertelan?
Lihat jawapan
Di atas meja, sinaran alfa dihentikan oleh udara, kulit atau pakaian, jadi ia tidak sampai ke tisu sensitif. Jika tertelan, sumber itu bersentuhan terus dengan tisu, dan zarah alfa yang sangat mengion memendapkan semua tenaganya dalam kawasan kecil.
Langkah seterusnya
Kini anda mempunyai kelima-lima idea dalam topik ini. Gunakan set latihan campuran untuk melihat sama ada anda boleh menggunakannya bersama-sama. Kembali ke gambaran keseluruhan topik untuk menentukan pelajaran mana yang perlu diulang.
Sesetengah pelajar mendapati mereka boleh menyatakan setiap fakta tetapi mencampuradukkan dua sifat apabila soalan yang lebih panjang dibingkaikan sebagai senario keselamatan. Guru boleh membantu anda berlatih perkara ini dalam tuisyen Physics dalam talian secara satu dengan satu.