Peluruhan Radioaktivitas: Pengertian Dan Jenisnya

Radioaktivitas merupakan sebuah kemampuan inti atom yang tidak stabil untuk dapat memancarkan radiasi menjadi inti yang stabil. Sedangkan materi-materi yang mengandung sebuah inti tidak stabil kemungkinan dapat memancarkan radiasi atau bisa disebut juga sebagai zat radioaktif. Dalam prosesnya dikenal pula istilah peluruhan radioaktif, apakah itu?

Pengertian Peluruhan Radioaktif

Peluruhan radioaktif bisa juga disebut sebagai radioaktivitas atau peluruhan nuklir yakni proses pemecahan dari inti atom yang tidak stabil hingga kehilangan energi berupa massa diam dan memancarkan radiasi. Peluruhan ini terjadi pada bagian nukleus induk (inti atom) yang nantinya menghasilkan nukleus anak.

Peluruhan radioaktif terjadi secara acak hal ini berdasarkan pada teori kuantum yang menyatakan tidak mungkin atau sulit untuk dapat memprediksi kapan sebuah atom akan meluruh, termasuk tidak peduli berapa lama atom tersebut telah eksis.

Namun kecepatan peluruhan atom dapat diperkirakan dan dikarakterisasi menggunakan konstanta peluruhan atau bisa juga disebut sebagai paruh waktu yang telah menjadi dasar bagi pengukuran radiometrik. Perlu diketahui jika waktu paruh bagi atom radioaktif tidak mempunyai batas dan terbentang sepanang 55 tingkat besaran, mulai hampir spontan hingga jauh melebihi usia alam semesta.

Dalam satuan internasional atau SI peluruhan radioaktif yakni becquerel (Bq) yang berasal dari nama seorang fisikawan asal Prancis, Henri Becquerel. Menurut perhitungan, sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka material tersebut memiliki aktivitas 1 Bq.

Selain itu terdapat satuan lain yang digunakan untuk mengukur peluruhan radioaktif yakni curie (Ci). Satuan ini berdasarkan pada besar pancaran yang dihasilkan oleh satu gram radium, di mana 1 curie (Ci) sama dengan 3,7 x 10 pangkat 10 Bq.

Jenis-Jenis Peluruhan Radioaktif

Ketika terjadi peluruhan akan menghasilkan emisi gelombang elektromagnetik yang dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, antara lain:

Peluruhan Alfa

Peluruhan alfa merupakan peluruhan radioisotope yang mengemisikan partikel-partikel alfa sehingga mengakibatkan inti radioisotope kehilangan 2 proton dan 2 neutron.

Inti yang tidak stabil dapat meluruh menjadi inti yang lebih ringan dengan memancarkan partikel alfa atau inti atom helium. Pada peluruhan ini terjadi pembebasan energi yang nantinya akan menjadi energi kinetik partikel alfa dan inti anak. Sedangkan inti anak mempunyai energi ikat per nukleon yang lebih tinggi dibandingkan dengan induknya.

Peluruhan Beta Negatif

Peluruhan beta negatif yakni peluruhan radioisotop menyeluruh dengan menangkap proton serta memancarkan neutron. Hasil dari peluruhan beta negatif adalah terdapat unsur yang mempunyai nomor atom lebih tinggi dibandingkan dengan unsur aslinya. Nantinya neutron yang dilepaskan ketika peluruhan beta negatif akan berubah menjadi proton, elektron, dan antineutrino.

Peluruhan Beta Positif

Peluruhan beta positif merupakan peluruhan radioisotop yang hampir sama dengan peluruhan beta negatif. Hal yang membedakannya yakni jika peluruhan beta negatif memancarkan elektron bermuatan negatif, maka pada peluruhan beta positif memancarkan positron bermuatan positif.

Peluruhan Gamma

Peluruhan gamma adalah suatu peluruhan radioisotop yang dilakukan dengan cara mengembalikan ke keadaan dasar yang lebih rendah. Sebab suatu unsur dapat kembali menjadi kondisi dasar apabila telah melepaskan energinya.

Energi yang dilepaskan saat peluruhan gamma (menggunakan sinar gamma) dengan panjang gelombang yang amat pendek. Umumnya peluruhan gamma terjadi setelah peluruhan alfa atau beta.

Laju Peluruhan Radioaktif

Laju peluruhan dari material radioaktif ditentukan oleh banyak hal, antara lain:

Konstanta

• Waktu paruh (t ½), yakni waktu yang dibutuhkan sebuah materi radioaktif untuk meluruh menjadi setengah bagian dari sebelumnya.
• Rerata waktu hidup (Ƭ), rerata waktu hidup atau umur hidup dari sebuah material radioaktif.
• Konstanta peluruhan (λ), konstanta peluruhan berbanding terbalik dengan waktu hidup (umur hidup).

Variabel

Aktivitas total (A), yaitu jumlah peluruhan tiap detik.
Aktivitas khusus (SA), yakni jumlah peluruhan tiap detik per jumlah substansi.

Laju peluruhan radioaktif dapat diketahui dari persamaan:

Keterangan: Untuk ɑ0 adalah jumlah awal material aktif

Waktu Peluruhan

Seperti yang dijelaskan di atas, proses peluruhan dari inti tidak stabil merupakan proses acak dan tidak dapat diperkirakan kapan sebuah atom akan meluruh, justru inti tersebut dapat meluruh sewaktu-waktu.

Pada sebuah sampel radioisotop tertentu, jumlah kejadian peluruhan –dN akan terjadi pada selang atau interval waktu dt, yakni sebanding dengan jumlah atom yang ada sekarang. Apabila N merupakan jumlah atom, maka kemungkinan peluruhan (-dN/N) sebanding dengan dt:

Setiap inti radioaktif meluruh dengan laju berbeda, masing-masing memiliki konstanta peluruhan sendiri (λ). Tanda negatif (-) pada persamaan menunjukkan jika jumlah N berkurang seiring dengan peluruhan.

Penyelesaian dari persamaan diferensial orde 1 dapat dilihat dari fungsi berikut:

Fungsi tersebut menggambarkan peluruhan exponensial yang merupakan penyelesaian pendekatan atas dasar dua alasan, antara lain:

• Fungsi exponensial, fungsi berlanjut tetapi kuantitas fisik N hanya dapat bernilai bilangan bulat positif.
• Adanya persamaan tersebut penggambaran dari sebuah proses acak hanya benar secara statistik. Dalam banyak kasus nilai N sangat besar sehingga fungsi ini menjadi pendekatan yang baik.