PELURUHAN RADIOAKTIF

Peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.

Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel material radiaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels

Neutron dan proton yang menyusun inti atom, terlihat seperti halnya partikel-partikel lain, diatur oleh beberapa interaksi. Gaya nuklir kuat, yang tidak teramati pada skala makroskopik, merupakan gaya terkuat pada skala subatomik. Hukum Coulomb atau gaya elektrostatik juga mempunyai peranan yang berarti pada ukuran ini. Gaya nuklir lemah sedikit berpengaruh pada interaksi ini. Gaya gravitasi tidak berpengaruh pada proses nuklir.

Interaksi gaya-gaya ini pada inti atom terjadi dengan kompleksitas yang tinggi. Ada sifat yang dimiliki susunan partikel di dalam inti atom, jika mereka sedikit saja bergeser dari posisinya, mereka dapat jatuh ke susunan energi yang lebih rendah. Mungkin bisa sedikit digambarkan dengan menara pasir yang kita buat di pantai: ketika gesekan yang terjadi antar pasir mampu menopang ketinggian menara, sebuah gangguan yang berasal dari luar dapat melepaskan gaya gravitasi dan membuat tower itu runtuh.

Keruntuhan menara (peluruhan) membutuhkan energi aktivasi tertentu. Pada kasus menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, bisa dalam bentuk ditendang atau digeser tangan. Pada kasus peluruhan inti atom, energi aktivasi sudah tersedia dari dalam. Partikel mekanika kuantum tidak pernah dalam keadaan diam, mereka terus bergerak secara acak. Gerakan teratur pada partikel ini dapat membuat inti seketika tidak stabil. Hasil perubahan akan memengaruhi susunan inti atom; sehingga hal

ini termasuk dalam reaksi nuklir, berlawanan dengan reaksi kimia yang hanya melibatkan perubahan susunan elektron diluar inti atom.

Mode Peluruhan

Sebuah inti radioaktif dapat melakukan sejumlah reaksi peluruhan yang berbeda. Reaksi-reaksi tersebut disarikan dalam tabel berikut ini. Sebuah inti atom dengan muatan (nomor atom) Z dan berat atom A ditampilkan dengan (A, Z).

Mode peluruhan Partikel yang terlibat Inti anak

Peluruhan dengan emisi nukleon:

Peluruhan alfaSebuah partikel alfa (A=4, Z=2) dipancarkan dari inti

(A-4, Z-2)

Emisi proton Sebuah proton dilepaskan dari inti (A-1, Z-1)

Emisi neutron Sebuah neutron dilepaskan dari inti (A-1, Z)

Fisi spontanSebuah inti terpecah menjadi dua atau lebih atom dengan inti yang lebih kecil disertai dengan pemancaran partikel lainnya

-

Peluruhan clusterInti atom memancarkan inti lain yang lebih kecil tertentu (A1, Z1) yang lebih besar daripada partikel alfa

(A-A1, Z-Z1) + (A1,Z1)

Berbagai peluruhan beta:

Peluruhan beta Sebuah inti memancarkan

elektron dan sebuah antineutrino || (A, Z+1)

Emisi positronSebuah inti memancarkan positron dan sebuah neutrino

(A, Z-1)

Tangkapan elektronSebuah inti menangkap elektron yang mengorbit dan memancarkan sebuah neutrino

(A, Z-1)

Peluruhan beta ganda

Sebuah inti memancarkan dua elektron dan dua antineutrinos

(A, Z+2)

Tangkapan elektron ganda

Sebuah inti menyerap dua elektron yang mengorbit dan memancarkan dua neutrino

(A, Z-2)

Tangkapan elektron dengan emisi positron

Sebuah inti menangkap satu elektron yang mengorbit memancarkan satu positron dan dua neutrino

(A, Z-2)

Emisi positron ganda

Sebuah inti memancarkan dua positrons dan dua neutrino

(A, Z-2)

Transisi antar dua keadaan pada inti yang sama:

Peluruhan gammaSebuah inti yang tereksitasi melepaskan sebuah foton energi tinggi (sinar gamma)

(A, Z)

Konversi internalInti yang tereksitasi mengirim energinya pada sebuah elektron orbital dan melepaskannya

(A, Z)

Peluruhan radioaktif berakibat pada pengurangan massa, dimana menurut hukum relativitas khusus massa yang hilang diubah menjadi energi (pelepasan energi) sesuai dengan persamaan E = mc2. Energi ini dilepaskan dalam bentuk energi kinetik dari partikel yang dipancarkan