Isotop, Radioisotop, Radiasi dan Waktu Paruh

1. Isotop

Salah satu teori Dalton menyatakan bahwa atom-atom dari unsur yang sama memiliki massa yang sama. Pendapat Dalton ini tidak sepenuhnya benar. Kini diketahui bahwa atom-atom dari unsur yang sama dapat memiliki massa yang berbeda. Fenomena semacam ini disebut isotop.

Isotop adalah unsur-unsur sejenis yang memiliki nomor atom sama, tetapi memiliki massa atom berbeda atau unsur-unsur sejenis yang memiliki jumlah proton sama, tetapi jumlah neutron berbeda. Sebagai contoh, atom oksigen memiliki tiga isotop, yaitu:

_{8}^{16}\textrm{O}, _{8}^{17}\textrm{O},_{8}^{18}\textrm{O}

2. Radioisotop

Radionuklida atau Radioisotop adalah isotop dari zat radioaktif. Radionuklida mampu memancarkan radiasi. Radionuklida dapat terjadi secara alamiah atau sengaja dibuat oleh manusia dalam reaktor penelitian. Produksi radionuklida dengan proses aktivasi dilakukan dengan cara menembaki isotop stabil dengan neutron di dalam teras reaktor. Proses ini lazim disebut irradiasi neutron, sedangkan bahan yang disinari disebut target atau sasaran. Neutron yang ditembakkan akan masuk ke dalam inti atom target sehingga jumlah neutron dalam inti target tersebut bertambah. Peristiwa ini dapat mengakibatkan ketidakstabilan inti atom sehingga berubah sifat menjadi radioaktif.

Radionuklida yang berdasarkan asalnya dibagi atas 2 kategori:

  1. Radionuklida alamiah: radionuklida yang terbentuk secara alami, terbagi menjadi dua yaitu:
    – Primordial: radionuklida ini telah ada sejak bumi diciptakan.
    – Kosmogenik: radionuklida ini terbentuk sebagai akibat dari interaksi sinar kosmik.
  2. Radionuklida buatan manusia: radionuklida yang terbentuk karena dibuat oleh manusia.

Radionuklida terdapat di udara, air, tanah, bahkan di tubuh kita sendiri. Setiap hari kita terkena radiasi, baik dari udara yang kita hirup, dari makanan yang kita konsumsi maupun dari air yang kita minum. Tidak ada satupun tempat di bumi ini yang bebas dari radiasi.

Radionuklida alamiah

Primordial

Radionuklida primordial telah ada sejak alam semesta terbentuk. Pada umumnya, radionuklida ini mempunyai umur-paro yang panjang. Tabel berikut memperlihatkan beberapa radionuklida primordial.

Tabel Radionuklida Primordial
Nuklida Lambang Umur-paro Keterangan
Uranium 235 235U 7,04×108 tahun 0,72% dari uranium alam
Uranium 238 238U 4,47×109 tahun 99,2745% dari uranium alam; pada batuan terdapat 0,5 – 4,7 ppm uranium alam
Thorium 232 232Th 1,41×1010 tahun Pada batuan terdapat 1,6 – 20 ppm.
Radium 226 226Ra 1,60×103 tahun Terdapat di batu kapur
Radon 222 222Rn 3,82 hari Gas mulia
Kalium 40 40K 1,28×109 tahun Terdapat di tanah

Kosmogenik

Sumber radiasi kosmik berasal dari luar sistem tata surya kita, dan dapat berupa berbagai macam radiasi. Radiasi kosmik ini berinteraksi dengan atmosfir bumi dan membentuk nuklida radioaktif yang sebagian besar mempunyai umur-paro pendek, walaupun ada juga yang mempunyai umur-paro panjang. Tabel berikut memperlihatkan beberapa radionuklida kosmogenik.

Tabel Radionuklida Kosmogenik
Nuklida Lambang Umur-paro Sumber
Karbon 14 14C 5.730 tahun Interaksi 14N(n,p)14C
Tritium 3 3H 12,3 tahun Interaksi 6Li(n,a)3H
Berilium 7 7Be 53,28 hari Interaksi sinar kosmik dengan unsur N dan O

Buatan Manusia

Manusia telah menggunakan bahan radioaktif selama lebih dari 100 tahun. Tabel berikut memperlihatkan beberapa radionuklida buatan manusia.

Tabel Radionuklida Buatan Manusia
Nuklida Lambang Umur-paro Sumber
Tritium 3 3H 12,3 tahun Dihasilkan dari uji-coba senjata nuklir, reaktor nuklir, dan fasilitas olah-ulang bahan bakar nuklir.
Iodium 131 131I 8,04 hari Produk fisi yang dihasilkan dari uji-coba senjata nuklir, reaktor nuklir. 131I sering digunakan untuk mengobati penyakit yang berkaitan dengan kelenjar thyroid.
Iodium 129 129I 1,57×107 tahun Produk fisi yang dihasilkan dari uji-coba senjata nuklir dan reaktor nuklir.
Cesium 137 137Cs 30,17 tahun Produk fisi yang dihasilkan dari uji-coba senjata nuklir dan reaktor nuklir.
Stronsium 90 90Sr 28,78 tahun Produk fisi yang dihasilkan dari uji-coba senjata nuklir dan reaktor nuklir.
Technesium 99m 99mTc 6,03 jam Produk peluruhan dari 99Mo, digunakan dalam diagnosis kedokteran.
Technesium 99 99Tc 2,11×105 tahun Produk peluruhan 99mTc.
Plutonium 239 239Pu 2,41×104 tahun Dihasilkan akibat 238U ditembaki neutron.

 

3. Radiasi

Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Jika suatu inti tidak stabil, maka inti mempunyai kelebihan energi. Inti itu tidak dapat bertahan, suatu saat inti akan melepaskan kelebihan energi tersebut dan mungkin melepaskan satu atau dua atau lebih partikel atau gelombang sekaligus.

Setiap inti yang tidak stabil akan mengeluarkan energi atau partikel radiasi yang berbeda. Pada sebagian besar kasus, inti melepaskan energi elektromagnetik yang disebut radiasi gamma, yang dalam banyak hal mirip dengan sinar-X.

Sinar-X merupakan jenis radiasi yang paling banyak ditemukan dalam kegiatan sehari-hari. Semua sinar-X di bumi ini dibuat oleh manusia dengan menggunakan peralatan listrik tegangan tinggi. Alat pembangkit sinar-X dapat dinyalakan dan dimatikan. Jika tegangan tinggi dimatikan, maka tidak akan ada lagi radiasi. Sinar-X dapat menembus bahan, misalnya jaringan tubuh, air, kayu atau besi, karena sinar-X mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Sinar-X hanya dapat ditahan secara efektif oleh bahan yang mempunyai kerapatan tinggi, misalnya timah hitam (Pb) atau beton tebal.

Radiasi gamma bergerak lurus dan mampu menembus sebagian besar bahan yang dilaluinya. Radiasi gamma mempunyai sifat yang serupa dengan sinar-X, namun radiasi gamma berasal dari inti atom. Karena berasal dari inti atom, radiasi gamma akan memancar secara terus-menerus, dan tidak dapat dinyalakan atau dimatikan seperti halnya sinar-X. Radiasi gamma yang terdapat di alam terutama berasal dari bahan-bahan radioaktif alamiah, seperti radium atau kalium radioaktif. Beberapa inti atom yang dapat memancarkan radiasi gamma juga dapat dibuat oleh manusia.

Dalam banyak kasus, inti juga melepaskan radiasi beta. Radiasi beta lebih mudah untuk dihentikan. Seng atap atau kaca jendela dapat menghentikan radiasi beta. Bahkan pakaian yang kita pakai dapat melindungi dari radiasi beta.

Unsur-unsur tertentu, terutama yang berat seperti uranium, radium dan plutonium, melepaskan radiasi alfa. Radiasi alfa dapat dihalangi seluruhnya dengan selembar kertas. Radiasi alfa tidak dapat menembus kulit kita. Radiasi alfa sangat berbahaya hanya jika bahan-bahan yang melepaskan radiasi alfa masuk kedalam tubuh kita.

Pemancaran radiasi dari suatu bahan radioaktif tidak dapat dimatikan atau dimusnahkan. Pemancaran radiasi hanya akan berkurang secara alamiah. Akibat memancarkan radiasi, suatu bahan radioaktif akan melemah aktivitasnya (kekuatannya), disebut peluruhan.

Setiap radioisotop akan berkurang atau melemah separo dari aktivitas awalnya dalam jangka waktu tertentu, yang bervariasi dari beberapa detik hingga milyaran tahun, bergantung pada jenis radioisotopnya. Jangka waktu tertentu tersebut disebut Waktu Paruh

4. Waktu Paruh (half life)
“waktu paruh radioaktif adalah periode waktu yang diperlukan zat radioaktif untuk meluruh menjadi separo.”

kenapa zat radioaktif mempunyai waktu paro? karena hanya atom yang tidak stabil yang mempunyai waktu paro. atom yang tidak stabil akan meluruh dan lamanya peluruhan ini tergantung pada waktu paronya.

waktu paruh dari suatu zat radioaktif selalu sama dan tidak bergantung pada jumlah zat mula-mula. tidak peduli dengan suhu, kombinasi kimianya atau kondisi lainnya.

walaupun begitu, setiap zat radioaktif berbeda beda waktu paronya. ada zat radioaktif yang sangat cepat meluruhnya sehingga separuh atomnya meluruh hanya kurang dari satu detik (misalnya Lithium-8, waktu paronya hanya 0.85 detik). ada juga yang sangat lambat sehingga perlu waktu miliaran tahun untuk meluruh menjadi tinggal separo (misalnya Uranium-238, waktu paronya 4.51 miliar tahun).

Sebagai contoh, umur-paro radium adalah 1.622 tahun; artinya, aktivitas radium akan berkurang setengahnya dalam 1.622 tahun, setengah aktivitas sisanya akan berkurang lagi dalam waktu 1.622 tahun berikutnya, dan seterusnya.

Mereka meluruh menjadi zat apa, juga tergantung pada zat asalnya. ada yang meluruh menjadi zat radioaktif lainnya, ada juga yang tidak (menjadi stabil).  contoh beryllium 11 memiliki waktu paruh 13.81 detik dan meluruh menjadi boron 11. Ini artinya dalam 13.81 detik, separuh berylium 11 akan menjadi boron 11.

Darimana kita tau kalau fosil dinosaurus berusia sekian ratus juta tahun? nah, manfaat dari waktu paro adalah menentukan usia suatu benda. yang terkenal dari penentuan usia adalah dengan menggunakan teknik radiokarbon.

Pengertian umur-paro

Categories: fisika, kimia, sains | Leave a comment

Post navigation

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Blog at WordPress.com.

%d bloggers like this: