Radiokativitas merupakan salah satu konsep fisika yang mempelajari tentang suatu unsur yang tidak stabil. Dalam mempelajari radioaktivitas, peluruhan radioaktif menjadi salah satu sub konsep yang ikut dipelajari. Untuk mempelajari konsep ini maka perlu pemahaman yang sangat tinggi karena konsep radioaktivitas adalah salah satu konsep yang abstrak.
Peluruhan radioaktif merupakan proses dimana sebuah inti atom yang tidak stabil melepaskan atau memancarkan emisi partikel subatomic (partikel radiasi), sehingga membentuk kestabilan baru. Peluruhan ini terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nucleus anak. Hal ini menjadi sebuah proses “acak” (random) sehinga sulit untuk memprediksi peluruhan dari sebuah atom. Satuan internasional atau sering disingkat SI untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah (becquerel (Bq)). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah peluruhan tiap detik, maka dapat dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena terkadang sebuah sampel material radioaktif mengandung banyak atom, 1 Bq akan terlihat sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquarels. Besar radioaktivitas unsur radioaktif atau radionuklida ditentukan oleh konstanta peluruhan (λ) dan waktu paruh (t1/2).
Beberapa ahli mengemukakan pendapatnya tentang pengertian konsep peluruhan radioaktif, diantaranya yaitu Krane yang menyatakan bahwa radioaktivitas adalah sebuah perubahan keadaan inti atom secara spontan yang disertai dengan adanya radiasi berupa partikel atau gelombang elektromagnetik. Sedangkan, menurut Faisal, radioaktivitas adalah kemampuan inti atom untuk memancarkan radiasi menjadi inti stabil.
Radiokativitas ditemukan pertama kali oleh seorang ilmuwan dari Perancis yaitu Henri Becquerel pada tahun 1896 ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material fosforen akan berpendar di tempat yang gelap setelah sebelumnya mendapatkan paparan cahaya, dimana dia berfikir bahwa pandaran yang dihasilkan tabung katode oleh sinar-X yang mungkin akan berhubungan dengan fosforesensi. Oleh karena itu ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Namun, percobaannya ini tidak membuahkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium, maka terbentuk bitnik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium. Akan tetapi, menjadi lebih jelas ketika bitnik hitam pada pelat tidak terjadi karena peristiwa fosforesansi, karena pada saat melakukan percobaan, material dijaga pada tempatyang gelap dan juga garam non uranium nonfosforen dan bahkan uranium material juga dapat menimbulkan efek bitnik hitam pada pelat. Laju peluruhan atau aktivitas dari material radioaktif ditentukan oleh,
1. Konstanta
a. Waktu paruh - simbol – waktu yang dibutuhkan sebuah material radioaktif untuk melakukan peluruhan menjadi setengah bagian dari sebelumnya.
b. Rerata waktu hidup – simbol – rerata waktu hidup (umur hidup) dari sebuah material radioaktif.
c. Konstanta peluruhan – simbol – konstanta peluruhan berbanding terbalik dengan waktu hidup (umur hidup).
2. Variabel,
a. Aktivitas total – simbol – jumlah peluruhan tiap detik.
b. Aktivitas khusus – simbol – jumlah peluruhan tiap detik per jumlah substansi, dimana jumlah substansi dapat berupa satuan massa atau volume.
a. Aktivitas total – simbol – jumlah peluruhan tiap detik.
b. Aktivitas khusus – simbol – jumlah peluruhan tiap detik per jumlah substansi, dimana jumlah substansi dapat berupa satuan massa atau volume.
Peluruhan dari inti yang tidak stabil merupakan sebuah proses acak yang tidak memungkinkan untuk memperkirakan kapan sebuah atom tertentu akan meluruh, melainkan ia dapat meluruh sewaktu waktu. Karenanya, untuk sampel radiosotop tertentu, jumkah kejadian peluruhan -dN yang akan terjadi pada selang (interveal) waktu dt sebanding dengan jumlah atom yang ada sekarang. Dimana jika N adalah jumlah atom, maka akan meungkinkan (probabilitas) peluruhan (-dN/N) sebanding dengan dt: (- dN/N) = λ . dt, dimana masing-masing dari inti radioaktif meluruh dengan laju yang berbeda, masing-masing dari itu mempunyai konstanta peluruhan sendiri (λ). Sedangkan, tanda negative pada persamaan tersebut menunjukkN bahwa jumlah N akan berkurang seiring dengan terjadinya peluruhan.
Penyelesaian dari persamaan diferenisial orde 1 ini adalah adalah fungsi berikut: (N (t) = N0e-λt). Fungsi tersebut gambaran dari proses peluruhan exponensial, yang merupakan penyelesaian dari pendekatan atas dasar dua alasan yaitu, 1) fungsi exponensial merupakan fungsi dari berlanjut namun kuantitas fisik N hanya akan bernilai bilangan bulat positif; 2) persamaan tersebut permisalan dari sebuah proses acak yang hanya besar secara statistik. Dalam banyak kasusu nilai N sangat besar sehingga fungsi ini merupakan pendekatan yang baik. Selanjutnya untuk, rerata waktu hidup disimbolkan dengan τ, dan memiliki hubungan dengan konstanta peluruhan yaitu (τ = 1/ λ). Parameter yang lebih sering digunakan adalah waktu paruh. Waktu paruh merupakan waktu yang diperlukan untuk sebuah inti radioaktif mengalami peluruhan menjadi separuh dari bagian sebelumnya. Hubungan antara waktu paruh dengan konstanta adalah (t1/2 = ln 2/ λ), yang menunjukkan bahwa material dengan tingkat radioaktif yang lebih tinggi akan cepat habis, begitupun sebaliknya dengan material dengan tingkat radiasi rendah akan lama habisnya.
Referensi:
Faisal, W. (2009). Peran Metode Pertanggalan Radiometris di Bidang Arkeologi dan Geologi. GANENDRA Majalah IPTEK Nuklir, 12(2).
Rachma, A., Julvian. Putri, D., Achadina, Maria Ulfah. Saraswati, D., Luhur. (2016). Determining the Half Time and Analogy Constants of Radioactive Decay on the Illustration Board of Radioctive Decay with the Capacitor Filling and Discharging Method. Jurnal Pendidikan Fisika, 7(3), 306-316.
Sasongko, D., P. & Tresna, W., P. (2010). Identifikasi unsur dan kadar logam berat pada limbah pewarna batik dengan metode analisis pengaktifan neutron. J. Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Telaah, 2(1), 22-27.
Rachma, A., Julvian. Putri, D., Achadina, Maria Ulfah. Saraswati, D., Luhur. (2016). Determining the Half Time and Analogy Constants of Radioactive Decay on the Illustration Board of Radioctive Decay with the Capacitor Filling and Discharging Method. Jurnal Pendidikan Fisika, 7(3), 306-316.
Sasongko, D., P. & Tresna, W., P. (2010). Identifikasi unsur dan kadar logam berat pada limbah pewarna batik dengan metode analisis pengaktifan neutron. J. Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Telaah, 2(1), 22-27.