Langkau ke kandungan
Sains · Tingkatan 4 (SPM) · 12.0 TENAGA NUKLEAR

12.2 Penghasilan Tenaga Nuklear

Anda akan memerihalkan penghasilan tenaga nuklear melalui pembelahan dan pelakuran nukleus, penjanaan elektrik di stesen janakuasa nuklear dan mewajarkan penggunaannya.

  • KSSM
  • 3 SP
  • 12 latihan
  • Percuma
Belajar & latih secara interaktifSemua unit Sains Tingkatan 4

SP 12.2.1Memerihalkan penghasilan tenaga nuklear melalui pembelahan nukleus dan pelakuran nukleus.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Memerihalkan

Murid perlu menggambarkan penghasilan tenaga nuklear melalui pembelahan nukleus dan pelakuran nukleus.

  1. IsiPembelahan nukleus
    Huraian

    Nukleus berat seperti uranium-235 ditembak neutron lalu membelah kepada dua nukleus lebih ringan, membebaskan tenaga dan 2 atau 3 neutron yang mencetuskan tindak balas berantai.

    Contoh

    Tindak balas berantai terkawal berlaku dalam reaktor nuklear.

  2. IsiPelakuran nukleus
    Huraian

    Dua nukleus ringan (deuterium dan tritium) bercantum membentuk nukleus helium pada suhu dan tekanan sangat tinggi; kehilangan jisim ditukar kepada tenaga (E = mc²).

    Contoh

    Matahari menghasilkan tenaga melalui pelakuran nukleus hidrogen.

Peta buih bergandaPembelahan nukleus berbanding pelakuran nukleus

Pembelahan nukleusNukleus berat (contohnya uranium-235) dipecahkan menjadi dua nukleus lebih ringanDicetuskan oleh tembakan neutronMembebaskan 2 atau 3 neutron yang mencetuskan tindak balas berantaiDigunakan dalam stesen janakuasa nuklear
PersamaanMembebaskan tenaga yang sangat banyakBerlaku kehilangan jisim yang ditukar kepada tenaga (E = mc²)
Pelakuran nukleusDua nukleus ringan (isotop hidrogen: deuterium dan tritium) bercantum membentuk nukleus lebih berat (helium)Memerlukan suhu dan tekanan yang sangat tinggiBerlaku di Matahari dan bintang
SP 12.2.1

Peta alirTindak balas berantai pembelahan

  1. Satu neutron menembak nukleus uranium-235.
  2. Nukleus uranium membelah kepada dua nukleus lebih kecil.
  3. Tenaga yang banyak dan 2 atau 3 neutron baharu dibebaskan.
  4. Neutron baharu menembak nukleus uranium lain.
  5. Tindak balas berantai berterusan dan membebaskan tenaga secara berterusan.
SP 12.2.1

SP 12.2.2Memerihalkan penjanaan tenaga elektrik daripada tenaga nuklear.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Memerihalkan

Murid perlu menggambarkan langkah penjanaan elektrik daripada tenaga nuklear berpandukan gambar rajah reaktor nuklear.

  1. IsiDalam reaktor
    Huraian

    Pembelahan uranium dalam rod bahan api menghasilkan haba; rod kawalan menyerap neutron untuk mengawal kadar tindak balas; moderator memperlahankan neutron.

    Contoh

    Rod kawalan diturunkan untuk memperlahankan tindak balas.

  2. IsiDari haba ke elektrik
    Huraian

    Haba menukarkan air kepada stim, stim memutarkan turbin dan turbin memutarkan penjana elektrik.

    Contoh

    Tenaga nuklear → tenaga haba → tenaga kinetik → tenaga elektrik.

Peta alirPenjanaan elektrik di stesen janakuasa nuklear

  1. Pembelahan nukleus uranium dalam rod bahan api di reaktor menghasilkan tenaga haba.
  2. Rod kawalan (boron atau kadmium) menyerap neutron untuk mengawal kadar tindak balas; moderator (air atau grafit) memperlahankan neutron.
  3. Haba memanaskan air sehingga menjadi stim bertekanan tinggi.
  4. Stim memutarkan turbin.
  5. Turbin memutarkan penjana untuk menghasilkan tenaga elektrik.
  6. Stim disejukkan dalam kondenser dan air dikitar semula.
SP 12.2.2

IstilahKomponen reaktor nuklear

Rod bahan api
Mengandungi uranium yang mengalami pembelahan
Rod kawalan
Menyerap neutron untuk mengawal kadar tindak balas berantai
Moderator
Memperlahankan neutron supaya pembelahan lebih mudah berlaku
Penyejuk
Memindahkan haba dari reaktor
Dinding konkrit tebal
Menghalang sinaran radioaktif terlepas
SP 12.2.2

SP 12.2.3Mewajarkan penggunaan tenaga nuklear bagi negara yang menggunakannya.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Mewajarkan

Murid perlu memberi justifikasi penggunaan tenaga nuklear bagi negara yang menggunakannya berdasarkan maklumat yang dikumpul.

  1. IsiAlasan negara pengguna
    Huraian

    Keperluan tenaga yang tinggi, sumber tempatan terhad, bekalan stabil dan pelepasan karbon dioksida yang rendah.

    Contoh

    Korea Selatan menggunakan tenaga nuklear kerana sumber tenaga tempatan terhad dan permintaan industri tinggi.

  2. IsiSyarat kewajaran
    Huraian

    Penggunaan wajar jika ada kawalan keselamatan ketat, pengurusan sisa radioaktif dan pelan kecemasan.

    Contoh

    Reaktor dibina dengan dinding konkrit tebal dan diperiksa secara berkala.

NotaMewajarkan penggunaan tenaga nuklear

Negara seperti Perancis, Amerika Syarikat, Jepun dan Korea Selatan menggunakan tenaga nuklear kerana sedikit bahan api uranium menghasilkan tenaga yang sangat banyak, bekalan elektrik stabil sepanjang masa dan tiada karbon dioksida dibebaskan semasa penjanaan. Namun penggunaannya mesti disertai kawalan keselamatan yang ketat, pengurusan sisa radioaktif dan pelan kecemasan.

SP 12.2.3

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

HSTPE
Penjanaan elektrik nuklear: Haba, Stim, Turbin, Penjana, Elektrik.

Kad imbas

Pembelahan nukleus
Nukleus berat ditembak neutron lalu pecah kepada nukleus lebih kecil dan membebaskan tenaga
Pelakuran nukleus
Nukleus ringan bercantum membentuk nukleus lebih berat dan membebaskan tenaga
Fungsi rod kawalan
Menyerap neutron untuk mengawal tindak balas berantai
Sebab negara memilih tenaga nuklear
Tenaga banyak, bekalan stabil, tiada CO₂ semasa penjanaan

Semak kefahaman

  1. Nyatakan maksud pembelahan nukleus. (SP 12.2.1)

    Lihat jawapan

    Nukleus berat seperti uranium-235 ditembak neutron lalu membelah kepada dua nukleus lebih ringan sambil membebaskan tenaga.

  2. Nyatakan fungsi rod kawalan dalam reaktor nuklear. (SP 12.2.2)

    Lihat jawapan

    Rod kawalan menyerap neutron untuk mengawal kadar tindak balas berantai.

  3. Berikan dua alasan sesebuah negara memilih tenaga nuklear. (SP 12.2.3)

    Lihat jawapan

    Keperluan tenaga yang tinggi, sumber tempatan terhad, bekalan stabil dan pelepasan karbon dioksida yang rendah.

12 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.

Tahap Penguasaan (TP)

TPTafsiran
TP1Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai tenaga nuklear.
TP2Memahami tenaga nuklear dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
TP3Mengaplikasikan pengetahuan mengenai tenaga nuklear dan dapat melaksanakan tugasan mudah.
TP4Menganalisis pengetahuan mengenai tenaga nuklear dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
TP5Menilai pengetahuan mengenai tenaga nuklear dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
TP6Mencipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai tenaga nuklear dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan satu tugasan dalam situasi baru secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ekonomi/budaya masyarakat.
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
  1. TP1

    Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai tenaga nuklear.

    Aktiviti: Murid memadankan kad istilah (pembelahan nukleus, pelakuran nukleus, reaktor, turbin) dengan maksud ringkas, dan guru menyoal secara lisan.

    Evidens PBD: Lembaran padanan dan jawapan lisan

    SP disasar: 12.2.1, 12.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat
  2. TP2

    Memahami tenaga nuklear dan dapat menjelaskan kefahaman tersebut.

    Aktiviti: Dalam pasangan, murid menerangkan pembelahan nukleus uranium dan pelakuran nukleus hidrogen dengan rajah ringkas bagi setiap proses.

    Evidens PBD: Rajah ringkas dan penerangan lisan

    SP disasar: 12.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami
  3. TP3

    Mengaplikasikan pengetahuan mengenai tenaga nuklear dan dapat melaksanakan tugasan mudah.

    Aktiviti: Kumpulan menyusun kad urutan penjanaan elektrik daripada tenaga nuklear, daripada reaktor ke stim, turbin dan penjana, pada carta alir.

    Evidens PBD: Carta alir kumpulan dan ketepatan urutan

    SP disasar: 12.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi
  4. TP4

    Menganalisis pengetahuan mengenai tenaga nuklear dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.

    Aktiviti: Kumpulan menganalisis perbezaan pembelahan dan pelakuran nukleus dalam jadual banding, dan menghubungkan perubahan tenaga kepada penjanaan elektrik.

    Evidens PBD: Jadual banding dan penerangan tenaga

    SP disasar: 12.2.1, 12.2.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
  5. TP5

    Menilai pengetahuan mengenai tenaga nuklear dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.

    Aktiviti: Murid mewajarkan penggunaan tenaga nuklear di negara yang menggunakannya, dengan menilai satu kes, dan membuat keputusan dengan hujah keselamatan dan ekonomi.

    Evidens PBD: Esei pendek dan rubrik justifikasi

    SP disasar: 12.2.3 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati
  6. TP6

    Mencipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai tenaga nuklear dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan satu tugasan dalam situasi baru secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ekonomi/budaya masyarakat.

    Aktiviti: Kumpulan mereka bentuk model loji janakuasa nuklear ringkas daripada bahan terpakai dan menerangkan setiap bahagian kepada kelas.

    Evidens PBD: Model loji dan rubrik kreativiti

    SP disasar: 12.2.2 · Latihan sepadan: aras Mencipta

Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan

Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 44 unit Sains Tingkatan 4 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.

Belajar & latih secara interaktifSemua unit Sains Tingkatan 4

Unit lain dalam 12.0 TENAGA NUKLEAR

  1. 12.1 Penggunaan Tenaga Nuklear
  2. 12.2 Penghasilan Tenaga Nuklear
  3. 12.3 Impak Penggunaan Tenaga Nuklear
  4. 12.4 Tenaga Nuklear di Malaysia