non reagent nisi soluti

Sebagaimana kita ketahui bahwa semua unsur kimia memiliki isotop, baik itu isotop stabil maupun radioaktif (tidak stabil). Isotop radioaktif akan berusaha untuk menjadi lebih stabil dengan cara meluruh menjadi inti lain. Proses peluruhan tersebut dapat berlangsung dengan berbagai cara antara lain:

Peluruhan beta negatif (negatron)

Peluruhan ini terjadi karena adanya perubahan neutron menjadi proton pada inti atom:

n    –>    p⁺ + β^- +`υ + Q

Inti hasil peluruhan memiliki nomor atom lebih tinggi (Z+1) mengemisikan elektron dengan energi yang kontinu. Dalam beberapa kasus, inti hasil peluruhan tidak berada dalam keadaan tereksitasi sehingga tidak terjadi emisi sinar gamma. Contoh isotop yang mengalami peluruhan ini, yang juga sangat bermanfaat dalam penyelidikan hidrologi adalah ³H (tritium) dan¹⁴C.

Peluruhan positron

Kebalikannya, peluruhan positron terjadi karena perubahan proton menjadi neutron pada inti atom:

p⁺ –>   n + β⁺ + υ + Q

Positron yang terjadi akan segera bereaksi dengan elektron menghasilkan emisi gamma:

e⁺ + e ^- –>   2γ

Proses ini biasa disebut anihilasi. Contoh isotop yang memiliki jenis peluruhan ini adalah ⁴⁰K.

Tangkapan elektron (electron capture)

Inti atom dapat menangkap elektron yang berasal dari kulit atom. Reaksi inti yang terjadi:

p⁺ + e^- –>    n + v + Q

Inti atom hasil peluruhan akan memiliki nomor atom lebih rendah (Z-1) dan berada dalam keadaan tereksitasi sambil mengemisikan sinar gamma atau sinar-x energi rendah untuk kembali ke keadaan dasarnya (ground state).

Proses peluruhan tersebut dapat dilihat dengan mudah melalui skema di bawah ini:

Peluruhan alpha

Sebagaimana namanya, dalam peluruhan ini inti mengemisikan partikel alpha (inti ⁴He).

Peluruhan jenis ini hanya terjadi pada inti dengan nomor atom besar seperti pada deret uranium dan thorium.

Satuan radioaktifitas

Pada awalnya, satuan radioaktifitas dinyatakan Becquerel (Bq) yang secara definisi 1 Bq adalah 1 desintegrasi per detik (dps). Belakangan, diperkenalkan satuan radioaktifitas standar yaitu curie (Ci), dimana 1 Ci = 3.7 x 10¹⁰ Bq.

Persamaan peluruhan radioaktif

Hukum peluruhan radioaktif didasarkan pada fakta bahwa pelurahan suatu inti merupakan proses statistik. Probabilitas peluruhan merupakan cirikhas suatu inti yang dapat dinyatakan dalam persamaan matematis:

dN = λN×dt

dan

dimana N = jumlah inti radioaktif, -dN/dt = perubahan per unit waktu, λ = probabilitas peluruhan inti per unit waktu. λ adalah karakteristik khas dari setiap inti atom radioaktif, biasa disebut juga sebagai konstanta peluruhan.

Selain menggunakan λ, digunakan juga istilah waktu paro (half-time) sebagai karakter khusus inti radioaktif. Waktu paro adalah waktu yang digunakan suatu inti untuk meluruh menjadi setengah aktivitas awal.

Berdasarkan karakteristik waktu paro inilah, teknik nuklir diaplikasikan sebagai penanggalan baik untuk mengetahui umur suatu artefak arkeologi, umur batuan (geologi) maupun dalam penyelidikan hidrologi.

Beberapa isotop radioaktif yang biasa dimanfaatkan dalam penelitian hidrologi antara lain:

(bersambung)..