isotop alami tertentu yang tidak stabil karena jumlah proton dan neutron yang tidak seimbang dalam inti atomnya. Maka dari itu, agar stabil, isotop-isotop ini mengalami proses spontan yang disebut peluruhan radioaktif. Peluruhan radioaktif menyebabkan isotop unsur tertentu diubah menjadi isotop unsur lain. Namun, produk akhir peluruhan radioaktif selalu stabil daripada isotop awal. Peluruhan radioaktif suatu zat tertentu diukur dengan istilah khusus yang dikenal sebagai waktu paruh. Waktu yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk menjadi setengah dari massa awalnya melalui peluruhan radioaktif diukur sebagai waktu paruh zat itu. Ini adalah hubungan antara peluruhan radioaktif dan waktu paruh.
Topik bahasan kami tentang:
- Apa itu Peluruhan Radioaktif? – Pengertian, Mekanisme, Contoh 2. Apa itu Half Life – Pengertian, Penjelasan beserta Contoh 3. Apa Hubungan Peluruhan Radioaktif dengan Half Life? – Peluruhan Radioaktif dan Waktu Paruh
Istilah Kunci: Waktu Paruh, Isotop, Neutron, Proton, Peluruhan Radioaktif
Yang perlu anda ketahui tentang Peluruhan Radioaktif?
Peluruhan radioaktif adalah proses di mana isotop yang tidak stabil mengalami peluruhan melalui pancaran radiasi . Isotop tidak stabil adalah atom yang memiliki inti tidak stabil. Sebuah atom dapat menjadi tidak stabil karena beberapa alasan seperti adanya jumlah proton yang tinggi di dalam inti atau jumlah neutron yang tinggi di dalam inti. Inti-inti ini mengalami peluruhan radioaktif agar menjadi stabil.
Jika ada terlalu banyak proton dan terlalu banyak neutron, atomnya berat. Atom-atom berat ini tidak stabil. Maka dari itu, atom-atom ini dapat mengalami peluruhan radioaktif. Atom lain juga dapat mengalami peluruhan radioaktif menurut rasio neutron: protonnya. Jika rasio ini terlalu tinggi, ia kaya akan neutron dan tidak stabil. Jika rasionya terlalu rendah, maka itu adalah atom kaya proton dan tidak stabil. Peluruhan zat radioaktif dapat terjadi dalam tiga cara utama.
- Emisi / Peluruhan Alfa
- Emisi / Peluruhan Beta
- Emisi/Pembusukan Gamma
Emisi Alfa
Partikel alfa identik dengan atom Helium. Terdiri dari 2 proton dan 2 neutron. Partikel alfa bermuatan listrik +2 karena tidak ada elektron yang menetralkan muatan positif 2 proton. Peluruhan alfa menyebabkan isotop kehilangan 2 proton dan 2 neutron. Maka dari itu, nomor atom dari isotop radioaktif berkurang 2 unit dan massa atom dari 4 unit. Unsur-unsur berat seperti Uranium dapat mengalami emisi alfa.
Emisi Beta
Dalam proses emisi beta (β), partikel beta dipancarkan. Menurut muatan listrik partikel beta, itu dapat berupa partikel beta bermuatan positif atau partikel beta bermuatan negatif. Jika – emisi, maka partikel yang dipancarkan adalah elektron. Jika emisi +, maka partikel tersebut adalah positron. Positron adalah partikel yang memiliki sifat yang sama dengan elektron kecuali muatannya. Muatan positron adalah positif sedangkan muatan elektron adalah negatif. Dalam emisi beta, neutron diubah menjadi proton dan elektron (atau positron). Maka dari itu, massa atom tidak akan berubah, tetapi nomor atom bertambah satu satuan.
emisi gamma
Radiasi gamma tidak partikulat. Maka dari itu, emisi gamma tidak mengubah nomor atom atau massa atom suatu atom. Radiasi gamma terdiri dari foton. Foton ini hanya membawa energy. Maka dari itu, emisi gamma menyebabkan isotop melepaskan energynya.
Gambar 1: Peluruhan Radioaktif Uranium-235
Uranium-235 adalah unsur radioaktif yang ditemukan secara alami. Ia dapat mengalami ketiga jenis peluruhan radioaktif pada kondisi yang berbeda.
Yang perlu anda ketahui tentang Setengah Hidup?
Waktu paruh suatu zat adalah waktu yang dibutuhkan oleh zat itu untuk menjadi setengah dari massa atau konsentrasi awalnya melalui peluruhan radioaktif. Suku ini diberi simbol t 1/2 . Istilah waktu paruh digunakan karena tidak mungkin untuk memprediksi kapan atom individu akan meluruh. Tapi, adalah mungkin untuk mengukur waktu yang dibutuhkan untuk setengah inti dari unsur radioaktif.
Waktu paruh dapat diukur baik mengenai jumlah inti atau konsentrasi. Isotop yang berbeda memiliki waktu paruh yang berbeda. Maka dari itu, dengan mengukur waktu paruh, kita dapat memprediksi ada tidaknya isotop tertentu. Waktu paruh tidak tergantung pada keadaan fisik zat, suhu, tekanan, atau pengaruh luar lainnya.
Waktu paruh suatu zat dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut.
ln(N t / N o ) = kt
di mana,
N t adalah massa zat setelah waktu t
N o adalah massa awal zat
K adalah konstanta peluruhan
t adalah waktu yang dipertimbangkan
Gambar 02: Kurva Peluruhan Radioaktif
Gambar di atas menunjukkan kurva peluruhan radioaktif untuk suatu zat. Waktu diukur dalam tahun. Berdasarkan grafik tersebut, waktu yang dibutuhkan zat untuk menjadi 50% dari massa awal (100%) adalah satu tahun. 100% menjadi 25% (seperempat dari massa awal) setelah dua tahun. Maka dari itu, waktu paruh zat itu adalah satu tahun.
100% → 50% → 25% → 12,5% → → →
( waktu paruh pertama) ( waktu paruh kedua) (waktu paruh ketiga )
Bagan di atas telah merangkum rincian yang diberikan dari grafik.
Hubungan Antara Peluruhan Radioaktif dan Half Life
Ada hubungan langsung antara peluruhan radioaktif dan waktu paruh zat radioaktif. Laju peluruhan radioaktif diukur dalam ekuivalen waktu paruh. Dari persamaan di atas, kita dapat memperoleh persamaan penting lainnya untuk perhitungan laju peluruhan radioaktif.
ln(N t / N o ) = kt
karena massa (atau jumlah inti) adalah setengah dari nilai awalnya setelah satu waktu paruh,
N t = N o /2
Kemudian,
ln({N o /2}/ N o ) = kt 1/2
ln({1/2}/ 1) = kt 1/2
ln(2) = kt 1/2
Karena itu,
t 1/2 = ln2 / k
Nilai ln2 adalah 0,693. Kemudian,
t 1/2 = 0,693 / k
Di sini, t 1/2 adalah waktu paruh suatu zat dan k adalah konstanta peluruhan radioaktif. Ekspresi yang diturunkan di atas mengatakan bahwa zat radioaktif tinggi dihabiskan dengan cepat, dan zat radioaktif lemah membutuhkan waktu lebih lama untuk meluruh sepenuhnya. Maka dari itu, waktu paruh yang panjang menunjukkan peluruhan radioaktif yang cepat sedangkan waktu paruh yang pendek menunjukkan hari radioaktif yang lambat. Waktu paruh beberapa zat tidak dapat ditentukan karena mungkin diperlukan jutaan tahun untuk mengalami peluruhan radioaktif.
Kata terakhir
Peluruhan radioaktif adalah proses di mana isotop yang tidak stabil mengalami peluruhan melalui pancaran radiasi. Ada hubungan langsung antara peluruhan radioaktif suatu zat dan waktu paruh karena laju peluruhan radioaktif diukur dengan ekuivalen waktu paruh.
Sumber bacaan:
- “Waktu Paruh Peluruhan Radioaktif – Buku Teks Terbuka Tanpa Batas.” Tanpa batas. 26 Mei 2016. Web. Tersedia di sini . 01 Agustus 2017. 2. “Proses Peluruhan Radioaktif Alami.” boneka. Np, dan Web. Tersedia di sini . 01 Agustus 2017.
Sumber gambar:
- “Pembusukan radioaktif” Oleh Kurt Rosenkrantz dari PDF. (CC BY-SA 3.0) melalui Commons Wikimedia
