LINIVERSITI
SAINSMALAYSIA
peperiksaan
Semester Kedua Sidang
Akademik
2003/2004Februari/TVlac 2004
JIF 416 - Ilmu Fizik Nuklear dan Sinaran
Masa : 3
jam
l"il,l*Iil l1_Pffi#iBJjfl,1xf3 ini mengandungi rrcA muka surat yang bercetak Jawab SEMUA soalan.
Bacaarahan dengan
teliti
sebelum anda menjawab soalan.Setiap soalan diperuntukkan 100 markah.
1101
...2/-
-2-
1. (a)
Jelaskansebutan-sebutanberikuturF
4161(i)
nukleon(ii)
isotop(iiD
isobar(iv)
isoton(v)
keadaanisomerik
(vi)
isomer(20 markah)
(b)
Jelaskan dan perincikan langkah-langkah yangterlibat
dalamujikaji
serakan elekhon untuk menentukanjejari
nukleus.(30 markah)
(c) Diketahui. bahawa nisbah ketumpatan nukleus dengan ketumpatan air
ialah 2.3x
I}La.
Jika dianggapkanjisim
proton sama denganiisi* n.ut
-on,iaitu
1.008u,buktikan
jejari
nukleus boleh diungkapkan dalam bentukR : 1.2 x
10-15 A1/3(20 markah)
(d) Takrifkan
tenaga ikatannukleus.
Lakarkan perubahan tenaga ikatan dengan nomborjisim A.
Jelaskanciri-ciri
yang diperolehi melalui lakaran tersebut.(30 markah)
(a)
Jelaskan danperincikan ciri-ciri
daya nukleus dengan memberi penekanan terhadap kekuatan,julat,
penepuan danjuga persandaran dengan cas oleh dayaini.
(40 markah)
(b)
Jelaskan sebutan-sebutan berikutuntuktindakbalas
nukleus(i)
NukleusMajmuk
(ii) Nilai-Q
(iii)
Tindak balas eksoergik(iv)
Tindak balas endoergik(20 markah)
(v)
Tenaga Ambang(c) Nilai-Q
untuk tindak balas leF(n,p)tnoialah
-3.9 MeV.
Jika tenaga neutrontuju
ialahl0 MeV, cari
tenaga proton yang dikeluarkan pada sudut 90odari
arah neutron tuiu.Diberi
jisim
neutron=
1.0087 u,jisim
proton:
1.0078u
danjisim
nukleusteo iaLh
18.9900u.
(40 markah)
1"102
-3-
[JrF 416]aJ.
(a) Dengan
bantuangambar rajah
yang sesuai,jelaskan
konsep-konsep asas kepada proses pengesanan sinaran bagi pengesan semikonduktorp-n.
r(40 markah)
(b) cari nilai
$9as.1tan9
untuk
pengesangllikgn yang
mempunyaikeluasan 1.5
cm2, pemalardielektrik rL,lapisan
susutan 50mikrons. c*i iula nilai k.upuy*o
yung terbentuk yang melintasi kapasitansini
melalui penyerapan zarahalfa yang bertenaga 4.5Mev.
Diketahui setiap 3.5ev
menghasilkan satu pasangan ion.(20 markah)
(c)
proses dan sinaran Jelaskan konsep keratan tindakan penghasilanini' denganjirim. jirim
Jelaskan denganpasangan. signifikan sinar rentas.
Lakarkan gannna lakaran Lakarkan bagiingu ini-terhadap
proses kesan3u*tuh
perubahan keratan prosesfotoelektrik,
keratan rentas rentassaling ;rt"k krrun tindakan untuk
ketiga-tigacompton
salingantara(40 markah)
(a) untuk
saling tindakan antara zarahbeta denganjirim,
jelaskan proses-proses berikut:(i)
serakan oleh nukleus(ii)
serakan oleh elekhon(iii)
Sinaran Bremmstrahlung(iv)
Kesan Cerenkov(40 markah)
(b)
Bincangkan kesan-kesanyang ditinggalkan oleh
sinaranmengion
kepada manusiauntuk
tigajulat
dos terserap yang berbeza,<
0.25sv,
0.25sv _ 7.0 sv
dan >7.0Sv untuk beberapa tempoh selepas pendedahan.(30 markah)
(c)
Jelaskandengg lerperinci
langkah-langkah keselamatan yangperlu diambil
apabila menggunakan bahan radio isotop.(30 markah) Tuliskan nota ringkas untuk
DUA
tajuk daripada tajuk-tajuk berikut:Reputan Berturutan Teori Reputan Beta Hukum Geiger-Nuttal Tawanan
Elektron
Saling tindakan zarahalfa dengan
jirim
Saling tindakan neutron dengan
jirim.
- ooo0ooo
-
4.(i) (ii) (iii) (iv) (v) (vi)
110 3
(100 markah)
1104