Bismut-209
Bismut-209 (209Bi atau Bi-209) adalah sebuah isotop bismut dengan waktu paruh terpanjang yang diketahui dari semua radioisotop yang mengalami peluruhan α (peluruhan alfa). Ia memiliki 83 proton dan bilangan ajaib 126 neutron, serta massa atom 208,9803987 sma (satuan massa atom). Bismut primordial seluruhnya terdiri dari isotop ini.
| Umum | |
|---|---|
| Simbol | 209Bi |
| Nama | bismut-209, Bi-209 |
| Proton (Z) | 83 |
| Neutron (N) | 126 |
| Data nuklida | |
| Kelimpahan alam | 100% |
| Waktu paruh (t1/2) | 2,01×1019 tahun[1] |
| Isotop induk | 209Pb (β−) 209Po (β+) 213At (α) |
| Produk peluruhan | 205Tl |
| Massa isotop | 208,9803987 u |
| Spin | 9/2− |
| Surplus energi | −18.258,461±2,4 keV |
| Energi pengikatan | 7.847,987±1,7 keV |
| Mode peluruhan | |
| Mode peluruhan | Energi peluruhan (MeV) |
| Emisi alfa | 3,1373 |
| Isotop bismut Tabel nuklida lengkap | |
Sifat peluruhan
suntingBismut-209 telah lama dianggap memiliki inti stabil terberat dari unsur apa pun, tetapi pada tahun 2003, tim peneliti di Institut d’Astrophysique Spatiale di Orsay, Prancis, menemukan bahwa 209Bi mengalami peluruhan alfa dengan waktu paruh sekitar 20,1 eksatahun (2,01×1019, kira-kira 20,1 juta triliun tahun), lebih dari satu miliar kali lebih lama dari perkiraan usia alam semesta saat ini. Inti terberat yang dianggap stabil saat ini adalah timbal-208 dan unsur monoisotop terberat yang stabil adalah emas dengan isotop 197Au.
Teori sebelumnya memperkirakan jika bismut-209 memiliki waktu paruh selama 4,6×1019 tahun. Peristiwa peluruhan menghasilkan partikel alfa 3,14 MeV dan mengubah atom menjadi talium-205.[2][3]
Bismut-209 pada akhirnya akan membentuk 205Tl jika tidak terganggu:
- 209
83Bi → 205
81Tl + 4
2He[4]
Jika terganggu, ia akan bergabung dalam siklus penangkapan neutron timbal-bismut dari timbal-206/207/208 ke bismut-209, meskipun penampang tangkapan rendah. Bahkan dalam kasus talium-205 di atas, setelah terionisasi penuh, ia kembali menjadi timbal.
Karena waktu paruhnya yang luar biasa panjang, untuk hampir semua aplikasi 209Bi masih dapat diperlakukan seolah-olah non-radioaktif. Radioaktivitasnya jauh lebih kecil daripada daging manusia, sehingga tidak menimbulkan bahaya radiasi yang berarti. Meskipun 209Bi memegang rekor waktu paruh untuk peluruhan alfa, bismut tidak memiliki waktu paruh terpanjang dari radionuklida mana pun yang dapat ditemukan secara eksperimental—rekor ini dimiliki oleh telurium-128 (128Te) dengan waktu paruh diperkirakan selama 7,7×1024 (7,7 triliun triliun) tahun oleh peluruhan β ganda (peluruhan beta ganda).[5]
Nilai waktu paruh bismut-209 dikonfirmasi pada tahun 2012 oleh tim Italia di Gran Sasso yang melaporkan waktu paruh selama (2,01±0,08)×1019 tahun, dan waktu paruh yang bahkan lebih lama untuk peluruhan alfa bismut-209 ke keadaan tereksitasi pertama dari talium-205 pada 204 keV, diperkirakan selama 1,66×1021 tahun.[6] Meskipun nilai ini lebih pendek dari waktu paruh telurium-128 yang telah diukur, kedua peluruhan alfa bismut-209 memegang rekor lebar garis alami tertipis dari setiap eksitasi fisik terukur, masing-masing diperkirakan pada ΔΕ~5,5×10−43 eV dan ΔΕ~1,3×10−44 eV dalam penerapan prinsip ketidakpastian Heisenberg[7] (peluruhan beta ganda akan menghasilkan garis energi hanya dalam transisi tanpa neutrino, yang mana belum diamati hingga saat ini).
Kegunaan
sunting210Po dapat diproduksi dengan membombardir 209Bi dengan neutron di dalam reaktor nuklir. Hanya ada sekitar 100 gram 210Po yang diproduksi setiap tahun.[8] Astatin juga dapat diproduksi dengan membombardir 209Bi dengan partikel alfa.
Pembentukan
suntingDi dalam bintang raksasa merah dari cabang raksasa asimtotik, proses s (slow process, proses lambat) sedang berlangsung untuk menghasilkan bismut-209 dan polonium-210 dengan penangkapan neutron sebagai unsur terberat yang akan dibentuk, dan polonium-210 dengan cepat meluruh. Semua unsur yang lebih berat daripadanya terbentuk dalam proses r (rapid process, proses cepat), yang terjadi selama lima belas menit pertama supernova.[9]
Lihat pula
sunting| Lebih ringan: bismut-208 |
Bismut-209 adalah isotop bismut |
Lebih berat: bismut-210 |
| Produk peluruhan dari: astatin-213 (α) polonium-209 (β+) timbal-209 (β−) |
Rantai peluruhan dari bismut-209 |
Meluruh menjadi: talium-205 (α) |
Referensi
sunting- ^ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
- ^ Dumé, Belle (23 April 2003). "Bismuth breaks half-life record for alpha decay". Physicsweb.
- ^ Marcillac, Pierre de; Noël Coron; Gérard Dambier; Jacques Leblanc; Jean-Pierre Moalic (April 2003). "Experimental detection of α-particles from the radioactive decay of natural bismuth". Nature. 422 (6934): 876–878. Bibcode:2003Natur.422..876D. doi:10.1038/nature01541. PMID 12712201.
- ^ "Isotope data for americium-241 in the Periodic Table".
- ^ "Archived copy". Diarsipkan dari versi asli tanggal 28 September 2011. Diakses tanggal 19 Juni 2022. Informasi dan paruh waktu telurium-128. Diakses tanggal 19 Juni 2022.
- ^ J.W. Beeman; et al. (2012). "First Measurement of the Partial Widths of 209Bi Decay to the Ground and to the First Excited States". Physical Review Letters. 108 (6): 062501. arXiv:1110.3138
. doi:10.1103/PhysRevLett.108.062501. PMID 22401058.
- ^ "Particle lifetimes from the uncertainty principle".
- ^ "Swiss study: Polonium found in Arafat's bones". Al Jazeera. Diakses tanggal 19 Juni 2022.
- ^ Chaisson, Eric, and Steve McMillan. Astronomy Today. Edisi ke-6. San Francisco: Pearson Education, 2008.
