Menghitung Waktu Paruh Radioaktif, Inilah Cara Mudahnya!

Pada masa yang semakin modern ini, memahami konsep fisika tidak bisa hanya melalui buku bacaan dan menghafal rumus-rumus saja. Menerima pendidikan dari proses pembelajaran di kelas saja sudah menjadi tantangan, apalagi jika proses pembelajaran secara daring, pastinya jauh lebih menyulitkan pemahaman konsep pelajar terhadap konsep fisika karena kurangnya eksperimen. Termasuk tentang radioaktif ini.

Radioaktif

Nah, radioaktif ini adalah gejala pemancaran radiasi gelombang elektromagnetik atau partikel secara spontan yang berasal dari perubahan inti atom. Bahan yang mempunyai gejala ini disebut bahan radioaktif.

Perubahan dalam inti atom mengakibatkan perubahan suatu unsur ke unsur lain. Peristiwa ini dinamakan peluruhan radioaktif. Selanjutnya pada tahun 1903, Ernest Rutherford mengemukakan bahwa radiasi yang dipancarkan zat radioaktif dapat dibedakan atas dua jenis berdasarkan muatannya, yaitu radiasi yang bermuatan positif sinar alfa, dan yang bermuatan negatif sinar beta (Arma, 2004).

Dalam hal ini, solusi untuk menunjukkan konsep fisika, misalnya tentang waktu paruh radioaktif bisa dilakukan dengan memanfaatkan alat dan bahan di sekitar lingkungan untuk dijadikan alat eksperimen sederhana. Tujuannya tidak lain untuk menentukan waktu paruh dan konstanta disintegrasi dari analogi radioaktif.

Radioaktivitas memiliki aktivitas radioaktif (A) yang mana merupakan peluruhan (disintegrasi) yang dilakukan sejumlah zat radioaktif setiap satuan waktu. Aktivitas tersebut juga menunjukkan laju peluruhan bahan radioaktif. Satuan aktivitas zat radioaktif untuk tingkat aktivitas rendah biasanya memakai Becquerel (Bq), dan untuk aktivitas zat radioaktif tingkat aktivitas tinggi biasanya Curie (Ci).

Aktivitas radioaktif hanya menunjukkan jumlah inti radioaktif yang melakukan peluruhan, tetapi tidak menunjukkan jumlah radiasi yang dipancarkan karena setiap kali melakukan peluruhan, zat radioaktif dapat memancarkan lebih dari satu macam radiasi (Kristiyanti, 2017).

Semakin besar aktivitas maka semakin banyak inti yang meluruh per satuan waktu (Swandi, 2014). Suparjo (2014) menyatakan Aktivitas (A) bahan radioaktif besarnya sama dengan banyaknya inti radioaktif (N) yang berkurang, sehingga dapat ditulis:

Tanda (-) menunjukkan N berkurang terhadap waktu. Hubungan antara aktivitas awal (A₀) dengan aktivitas sesudah t (At) adalah:

At = A0e⁻λt

dimana λ merupakan konstanta peluruhan, t sebagai waktu peluruhan dalam satuan sekon, e merupakan bilangan natural bernilai 2,71828 (Sasongko,2010)

Akibat peluruhan maka jumlah inti radioaktif akan berkurang: N = N₀e-λt.  Dengan menghubungkan rumus ini dengan , kita dapatkan kalau At = λN dan A0 = λN0, dimana N adalah jumlah inti bahan radioaktif pada suatu waktu, N0 jumlah inti radioaktif mula-mula.Sedangkan waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan oleh inti radioaktif menjadi separuh atau setengah dari jumlah inti mula-mula. Untuk waktu paruh yang terjadi pada radioaktif alami tidak terpengaruh oleh faktor-faktor alam seperti perubahan situasi lingkungan (cuaca, suhu, tekanan, dll) maupun peristiwa- peristiwa kimia yang lain. Karena jumlah inti menadi setengah semula maka aktivitasnya juga menjadi setengh semula: 𝐴1/2 = 1/2 𝐴˳, dan jika kita gunakan persamaan At = A0e⁻λt kita dapatkan:

atau:

Berdasarkan persamaan-persamaan diatas maka nilai waktu paruh peluruhannya akan berbanding terbalik dengan nilai konstanta disintegrasinya. 

Selanjutnya, kita akan mempelajari rumus yang lebih mudah untuk lebih memahami materi ini, perhatikanlah contoh soal berikut:

Waktu paruh suatu unsur radioaktif diketahui sebesar 30 menit. Dalam waktu dua jam tentukan berapa bagian dari unsur radioaktif tersebut:

a) yang masih tersisa

b) yang sudah meluruh

Diketahui:

t = 2 jam = 120 menit

T1/2 = 30 menit

Rumus menentukan bagian unsur yang masih tersisa dari waktu paruh:

Keterangan:
t = lama waktu peluruhan
1/2 = waktu paruh unsur radioaktif
No = banyak atom radioaktif mula-mula
Nt = banyak atom radioaktif yang tersisa setelah meluruh selama waktu t

Jawaban:

a) yang masih tersisa adalah 1 / 16 bagian, berikut perhitungannya:

b) yang sudah meluruh adalah 15 / 16 bagian, berikut perhitungannya:

Jadi, hasilnya adalah 15/16. 

Semangat untuk kamu mempelajari dan memahami cara menghitung waktu paruh radioaktif!

Sumber:

Safitrianaz, Dita, dkk. 2019. Analogi Waktu Paruh dan Konstanta Peluruhan (Disintegrasi) Radioaktif dalam Jurnal Pendidikan Fisika Universitas Muhammadiyah Metro. Lampung: JPF UMM.

http://fisikastudycenter.com/fisika-xii-sma/315-waktu-paruh-dan-aktivitas-radioaktif

Share to your beloved people

Leave a Reply

nineteen + three =