Radioaktivitas

Inti radioaktif adalah inti yang memancarkan sinar radioaktif (α, β, γ). Akibat pemancaran sinar ini, inti radioaktif semakin lama semakin kecil (meluruh). Laju peluruhan inti radioaktif dinamakan aktivitas inti. Semakin besar aktivitasnya, semakin banyak inti atom yang meluruh tiap detiknya (aktivitas hanya berhubungan dengan jumlah peluruhan tiap detik, tidak bergantung pada sunar apa yang dipancarkan). Satuan aktivitas inti adalah curie.

Gambar 1: grafik peluruhan

1 curie (Ci) = 3,7 x 10¹⁰ peluruhan/detik

1 curie merupakan bilangan yang besar, kadang-kadang digunakan satuan milicurie (mCi) atau mikrocurie (μCi).

1 mCi = 10^-3 Ci

1 μCi = 10^-6 Ci

Aktivitasi inti, R, sering dinyatakan dalam besaran λ, yang menyatakan probabilitas (peluang) meluruhnya inti tiap detik.

R = λN                                   (1)

Dengan N menyatakan banyaknya inti. Jadi jika ada 10²³ inti radioaktif dan peluang tiap inti meluruh per detiknya adalah 10^-12 maka aktivitas intinya adalah 10²³ x 10^-12 = 10¹¹ inti/detik atau sama dengan 2,7 Ci. Aktivitas inti R dapat juga dipandang sebagai laju perubahan bahan jumlah inti radioaktif.

R = -dN/dt                           (2)

Tanda negatif pada persamaan (2) menunjukkan bahwa semakin lama N semakin kecil. Dari persamaan (1) dan (2) kita peroleh:

λN = -dN/dt

Atau

-λdt = dN/N                        (3)

anggap ketika t = 0 banyaknya inti adalah N₀ dan pada waktu t banyaknya inti adalah N. Dengan menintegralkan persamaan (3) kita peroleh:

Persamaan (4) dinamakan persamaan peluruhan radioaktif. Besaran λ dinamakan konstanta peluruhan. Persamaan ini menunjukkan bagaimana sejumlah radioaktif meluruh terhadap waktu.

Untuk menghitung N₀ suatu inti radioaktif bukanlah suatu hal yang mudah karena itu bentuk persamaan (4) haruslah diubah ke dalam besaran yang dapat diukur. Kalikan kedua ruas persamaan (4) dengan λ.

Dengan R₀ = λN₀ merupakan aktivasi awal.

Besaran R dan R₀ dapat diukur dengan alat pencacah yaitu dengan mengukur berapa banyak radiasi yang terjadi tiap detiknya. Hasil pengukuran aktivitas suatu inti radioaktif diberikan pada gambar 1. Hasil ini mirip sekali dengan yang kita harapkan, persamaan (5).

waktu paruh T_1/2, adalah waktu yang diperlukan aktivitas untuk berkurang menjadi separuhnya, ketika t = T_1/2 à R = R₀/2. Dengan menggunakan persamaan (5) kita peroleh

Dalam suku waktu paruh, persamaan (4) dapat ditulis sebagai,

 CATATAN: 1/λ sering disebut waktu hidup rata-rata isotop, τ.