Pita Kestabilan Radioaktif

Materi: unsur radioaktif
Pita kestabilan. Unsur-unsur dengan nomor atom rendah dan sedang kebanyakan mempunyai nuklida stabil maupun tidak stabil (radioaktif). Contoh pada atom hidrogen, inti atom protium dan deuterium adalah stabil sedangkan inti atom tritium tidak stabil. Waktu paruh tritium sangat pendek sehingga tidak ditemukan di alam. Pada unsur-unsur dengan nomor atom tinggi tidak ditemukan inti atom yang stabil. Jadi faktor yang memengaruhi kestabilan inti atom adalah angka banding dengan proton. Perhatikan pita kestabilan pada gambar berikut:

Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap proton agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan. Bagi nuklida dengan Z = 20, perbandingan neutron terhadap proton (n/p) sekitar 1,0 sampai 1,1. Jika Z bertambah maka perbandingan neutron terhadap proton bertambah hingga sekitar 1,5.

Nuklida yang tidak stabil terdiri dari dua kelompok yaitu sebagai berikut.
a. Unsur-unsur inti ringan yaitu unsur yang mempunyai nomor atom kurang dari 20 (Z < 20). Letak unsur-unsur ini pada pita kestabilan berada di atas maupun di bawah pita kestabilan.
b. Unsur-unsur inti berat yaitu unsur yang mempunyai nomor atom lebih besar dari 83 (Z > 83).

Jadi, tidak dikenal nuklida stabil dengan nomor atom lebih besar 83. Sebaliknya semua unsur dengan nomor atom kurang atau sama dengan 83, mempunyai satu nuklida atau lebih yang stabil kecuali unsur teknisium (Z = 43) dan prometium (Z = 61). Daerah di sekitar pita kestabilan, di mana terdapat inti-inti yang tidak stabil dapat dibagi dalam tiga daerah, yaitu seperti berikut.

Di atas pita kestabilan

Inti di daerah ini Z < 83, atau daerah surplus neutron. Di daerah ini inti-inti mempunyai N/Z (perbandingan neutron dengan proton) besar. Untuk mencapai kestabilan inti, maka inti atom tersebut akan melakukan hal seperti berikut:

1). Memancarkan neutron ($_0^1$n )

Oleh karena inti atom memancarkan neutron berarti terjadi pengurangan nomor massa tetapi nomor atom tetap.
Contoh
$\begin{align} _2^5He \rightarrow \, _2^4He + \, _0^1n \end{align}$
$\begin{align} _{\, \, 53}^{137}I \rightarrow \, _{\, \, 53}^{136}I + \, _0^1n \end{align}$

2) Memancarkan partikel elektron ($_{-1}^{\, \, \, 0}$e )

Jika inti atom memancarkan elektron maka akan terjadi penambahan proton atau pengurangan neutron. Dalam hal ini, partikel neutron berubah menjadi proton disertai pemancaran elektron.
$\begin{align} _0^1n \rightarrow \, _1^1p + \, _{-1}^{\, \, \, 0}e \end{align}$
Contoh :
$\begin{align} _1^3H \rightarrow \, _2^3He + \, _{-1}^{\, \, \, 0}e \end{align}$
$\begin{align} _{15}^{32}P \rightarrow \, _{16}^{32}S + \, _{-1}^{\, \, \, 0}e \end{align}$

Di bawah pita kestabilan

Inti di daerah ini, Z < 83 dan N/Z (perbandingan neutronproton) kecil atau surplus proton. Untuk mencapai kestabilan inti, maka inti atom tersebut akan melakukan hal seperti berikut.

1). Memancarkan positron ($_1^0$e )

Proton berubah menjadi neutron dan memancarkan positron. Oleh karena memancarkan positron maka akan terjadi pengurangan nomor atom sedangkan nomor massanya tetap.
$\begin{align} _1^1p \rightarrow \, _0^1n + \, _1^0e \end{align}$
Contoh:
$\begin{align} _{11}^{22}Na \rightarrow \, _{10}^{22}Ne + \, _1^0e \end{align}$

2). Penangkapan elektron ($_{-1}^{\, \, 0}$e) pada kulit K

Dalam hal ini terjadi penangkapan elektron pada kulit yang terdekat dengan inti yaitu kulit K.
Contoh
$\begin{align} _{40}^{90}Mo + _{-1}^{\, \, 0}e \rightarrow \, _{39}^{90}Nb \end{align}$

Daerah di atas pita kestabilan (Z > 83)

Inti di daerah ini surplus neutron dan proton. Untuk mencapai kestabilan, inti memancarkan partikel alfa. Oleh karena itu, nomor atom akan berkurang dua sedangkan nomor massa berkurang empat.
Contoh:
$\begin{align} _{\, \, 88}^{226}Ra \rightarrow \, _{\, \, 86}^{222}Rn + \, _2^4He \end{align}$
$\begin{align} _{\, \, 84}^{212}Po \rightarrow \, _{\, \, 82}^{208}Pb + \, _2^4He \end{align}$

Demikian pembahasan materi Pita Kestabilan dan contoh-contohnya.