Waktu Paruh dan Aktivitas Radioaktif

Waktu Paruh dan Aktivitas Radioaktif - Jika pada topik sebelumnya kalian telah belajar tentang peluruhan radioaktif, maka pada topik ini kalian akan belajar tentang waktu paruh radioaktif. Apa yang dimaksud dengan waktu paruh? Untuk memahaminya lebih lanjut, simak ulasan berikut.

Waktu Paruh dan Aktivitas Radioaktif

A. Waktu Paruh

Peluruhan zat radioaktif akan disertai pemancaran sinar-sinar radioaktif. Sinar-sinar tersebut mempunyai daya tembus tertentu. Selama menembus bahan, intensitas radiasinya semakin berkurang, tetapi jumlah partikelnya tetap. Pengurangan energi ini terjadi karena energi partikel terserap oleh bahan yang ditembusnya. Intensitas radiasi yang melewati bahan dirumuskan sebagai berikut.

I=I0e−λd $I=I_0{e}^{-\lambda d}$

Keterangan:
I = intensitas sinar γ yang berhasil melewati material;
I0 = intensitas mula-mula;
d = tebal material; dan
λ = koefisien atenuasi linear.

Tebal material saat intensitas sinar radioaktif menjadi setengahnya disebut tebal paruh (Half Value Layer disingkat HVL), yang besarnya dirumuskan sebagai berikut.

d=0,693λ$d=\frac{0,693}{\lambda }$

Waktu paruh (T12$T_{\frac{1}{2}}$) adalah waktu yang diperlukan oleh suatu zat radioaktif untuk meluruh menjadi setengahnya. Radiasi zat radioaktif mempunyai sifat yang khas (unik) untuk masing-masing inti. Pancaran radiasi suatu zat radioaktif sulit untuk ditentukan. Akan tetapi untuk sekumpulan inti yang sama, kebolehjadian peluruhannya dapat diperkirakan. Waktu paruh bersifat khas terhadap setiap jenis inti. Laju pancaran radiasi dalam satuan waktu disebut konstanta peluruhan (λ) dan secara matematis hubungan antara λ dan T12$T_{\frac{1}{2}}$ dinyatakan sebagai berikut.

λ=0,693T12$\lambda =\frac{0,693}{T_{\frac{1}{2}}}$

B. Aktivitas Radioaktif

Aktivitas zat radioaktif menyatakan banyaknya inti atom yang meluruh per satuan waktu. Atau disebut juga laju peluruhan inti atom tidak stabil menuju inti stabil dengan memancarkan sinar-sinar radioaktif. Jika N adalah banyaknya inti atom mula-mula dan A adalah aktivitas radiasi, maka diperoleh hubungan sebagai berikut.

A=λN $A=\lambda N$ atau A=−ΔNΔt$A=-\frac{\Delta N}{\Delta t}$

Tanda negatif (-) menunjukkan pengurangan jumlah inti atom. Satuan aktivitas radiasi (A) dalam SI adalah peluruhan/s. Untuk menghormati dan mengenang jasa Henri Becquerel sebagai penemu radioaktivitas, maka didefinisikan peluruhan/s = bacquerel atau disingkat Bq. Aktivitas radiasi juga dapat dinyatakan dengan Curie (Ci) untuk mengenang jasa Marie Currie sebagai penemu Polonium (Po) dan Radium (Ra). 1 Ci = 3,7 x 1010 Bq.

N(t)=N0e−λt$N\left(t\right)=N_0{e}^{-\lambda t}$ atau A(t)=A0e−λt$A\left(t\right)=A_0{e}^{-\lambda t}$

Hubungan antara N(t) $N\left(t\right)$ dengan T12$T_{\frac{1}{2}}$ ditunjukkan oleh persamaan berikut.

N(t)=(12)nN0$N\left(t\right)={\left(\frac{1}{2}\right)}^n{N}_0$ dan n=tT12$n=\frac{t}{T_{\frac{1}{2}}}$

Keterangan:
N0 = jumlah inti mula-mula;
A0 = aktivitas mula-mula;
N(t) = jumlah inti setelah peluruhan saat t = t (s);
A(t) = aktivitas radiasi setelah peluruhan saat t = t (s);
λ = adalah tetapan peluruhan (/s); dan
t = adalah waktu peluruhan.

Dari persamaan di atas, diketahui bahwa peluruhan suatu zat radioaktif bergantung pada lama waktu peluruhan (t) dan fungsi peluruhannya berbentuk eksponensial. Hal ini menunjukkan bahwa banyaknya zat yang meluruh tiap periode peluruhan tidak sama. Fenomena ini dinamakan hukum peluruhan radioaktif yang menyatakan bahwa aktivitas radiasi suatu zat radioaktif tidaklah sama pada setiap periode peluruhan.

Share this post