MENENTUKAN UMUR BEBATUAN, ARTEFAK, FOSIL DINOSAURUS, DLL

Di pelajaran sejarah, kita pernah menemukan berbagai istilah seperti, fosil, artefak dan lain sebagainya. Fosil dapat berupa fosil manusia purba atau mungkin fosil dinosaurus, sedangkan artefak merupakan barang-barang hasil kecerdasan manusia, seperti perkakas atau senjata . Benda-benda bersejarah tersebut telah ada sekitar ratusan tahun bahkan berjuta-juta tahun yang lalu. Para ilmuwan yang  yang hidup di zaman sekarang menemukan benda-benda yang telah terkubur sekian lama tersebut dan juga memperkirakan usianya. Ketika penulis masih belum teralalu dewasa, penulis bertanya-tanya tentang bagaimana cara mendapatkan informasi usia benda-benda bersejarah tersebut. Di bayangan penulis sungguh tidak mungkin orang-orang zaman dahulu yang seusia fosil masih bisa hidup di zaman sekarang kemudian bercerita mengenai usia dan kejadian di masa lalu yang begitu panjang. Ditambah lagi di zaman prasejarah sepertinya belum ada kalender, sehingga usia fosil bisa dihitung menggunakan rumus penjumlahan dan pengurangan, hehe….

Fosil dan benda-benda kuno bersejarah lainnya ternyata usianya dapat dihitung dengan mudah dengan bantuan suatu unsur atau zat radioaktif. Zat radioaktif adalah suatu zat yang dapat menunjukan gejala radioaktifitas, dan radioaktifitas itu sendiri merupakan hasil dari peluruhan inti atom yang tidak stabil. Setiap zat radioaktif memiliki waktu paruh, dimana jumlah zat radioaktif akan berkurang 50% ketika mencapai waktu paruh ini. Dengan memanfaatkan waktu paruh pada zat radioaktif memungkinkan seseorang untuk mengukur umur benda-benda yang terkubur atau berasal dari zaman dahulu kala (zaman purba) seperti bebatuan, fosil, artefak dan lain-lain.

Salah satu unsur radioaktif yang digunakan adalah unsur ¹⁴C (karbon-14). Alasannya adalah karena pada waktu neutron (salah satu partikel penyusun inti atom) yang berasal dari reaksi nuklir oleh radiasi kosmik berbenturan dengan inti atom ¹⁴N (Nitrogen-14) dan menghasilkan unsur ¹²C yang memiliki waktu paruh 5730 tahun. Reaksi tersebut adalah sebagai berikut :

Atom ¹⁴C yang dihasilkan melalui reaksi diatas masuk ke bumi bercampur dengan unsur ¹⁴C yang stabil sebagai H¹⁴CO₃^- yang terlarut di samudra, sebagai ¹⁴CO₂ di atmosfer, dan dalam jaringan tumbuhan dan hewan. Ketika tumbuhan dan hewan mati aktivitas spesifik ¹⁴C yang ada didalamnya adalah 0,225 Bq g^-1. Untuk lebih jelasnya, perhatikan contoh berikut :

Sebuah sampel perkakas kayu menunjukan aktivits spesifik ¹⁴C sebesar 0,195 Bq g^-1. Perkirakan umur perkakas tersebut! (diketahui aktivitas awal ¹⁴C adalah 0,225 Bq g^-1)

 

Jadi perkakas kayu berasal dari pohon yang ditebang pada sekitar 2.200 tahun lalu.

SKEMA PELURUHAN INTI ATOM

Suatu radionuklida dapat mengalami berbagai proses dalam peluruhannya. Untuk dapat mempelajari secara lebih terperinci, biasanya proses-proses peluruhan tersebut digambarkan dalam sebuah skema peluruhan (decay scheme).

Dalam skema peluruhan, tingkat-tingkat energi inti digambarkan sebagai garis-garis horizontal. Arah vertikal menuntukan arah kenaikan tingkat energi. Inti induk dan anakluruh-anakluruhnya digambarkan dengan nomor atom yang naik dari kiri ke kanan.

 

Sumbu koordinat semacam ini tidak digambarkan dalam skema peluruhan melainkan hanya dimengerti saja. Konsekuensi kenaikan atau penurunan nomor atom dari berbagai proses peluruhan ditunjukkan dengan arah panah ke kiri atau ke kanan.

Selain harga nomor atom dan nomor massa biasanya dicantumkan juga harga waktu paruh di samping lambing suatu radionuklida.

Dalam uraian berikut ini dijelaskan tanda-tanda lambang yang biasa digunakan dalam skema peluruhan :

Peluruahan α digambarkan dengan anak panah tebal serong ke arah kiri bawah sejauh dua satuan nomor atom.

 

 

Peluruhan β^- ditunjukkan dengan anak panah serong kea rah kanan bawah, yang secara tersirat menunjukkan adanya kenaikan nomor atom sebanyak satu satuan dalam anak luruh peluruhan β^-.

Peluruhan β⁺ diwakili oleh anak panah yang terpatah dan serong ke arah kiri bawah. Hal ini menunjukkan kenaikan satu nomor atom pada anak luruh sebagai hasil peluruhan β⁺.

 

Tangkapan elektron biasanya diberi kode ε dan digambarkan dengan anak panah lurus ke bawah karena tidak menimbulkan nomor atom.

 

Transisi-γ digambarkan dengan anak panah lurus ke bawah karena tidak menimbulkan nomor atom. Transisi-γ dapat dinyatakan melalui pancaran foton-γ atau pancaran electron konversi (Lambang E.C = electron conversion) atau melalui pancaran pasangan elektron-positron (lambang e^±). Transisi isometric diberi lambang I.T.

 

sumber :

 Susetyo, Wisnu, 1988, Spektrometri Gamma dan Penerapannya Dalam Analisis Pengaktifan Neutron, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.