Kalium-40
Kalium-40 (40K) ialah isotop radioaktif kalium yang mempunyai separuh hayat yang sangat lama, iaitu 1.248 × 109 tahun.
Kalium-40 adalah salah satu isotop jarang yang melalui ketiga-tiga jenis pereputan beta. Kira-kira 89.28% pereputan isotop ini menghasilkan kalsium-40 (40Ca) dengan pemancaran satu zarah beta (β−, satu elektron) dengan tenaga maksimum sebanyak 1.33 MeV dan satu antineutrino. Kira-kira 10.72% pereputan isotop ini menghasilkan argon-40 (40Ar) dengan penangkapan elektron, dengan pelepasan sinar gama 1.460 MeV dan satu neutrino. Isotop ini boleh juga mereput dan membentuk 40Ar melalui pemancaran positron (β+) dan satu neutrino, tetapi kejadian ini amat jarang (kira-kira 0.001% pereputan isotop).[1]
Pentarikhan kalium-argon sunting
Kalium-40 penting dalam pentarikhan kalium-argon. Argon ialah sejenis gas yang tidak bergabung secara kimia dengan unsur-unsur lain. Oleh itu, jika suatu mineral terbentuk — sama ada daripada batuan cair atau daripada bahan-bahan terlarut dalam air — ia pada asalnya bebas daripada argon, walaupun terdapat sedikit argon di dalam cecair itu. Namun, sekiranya mineral tersebut mengandungi sebarang kalium, pereputan 40K di dalam mineral itu akan menghasilkan argon-40 baru yang akan kekal terperangkap di dalam mineral itu. Oleh kerana kadar pertukaran ini berlaku telah diketahui, usia mineral itu sejak ia terbentuk boleh ditentukan dengan mengira nisbah atom 40K dan 40Ar di dalamnya.
Argon yang ditemui di dalam atmosfera bumi terdiri daripada 99.6% 40Ar, manakala argon di dalam Matahari — dan berkemungkinan dalam bahan yang wujud sejak dari awal dunia yang memeluwap menjadi planet — kebanyakannya terdiri daripada 36Ar, dan mengandungi kurang daripada 15% 40Ar. Ini menunjukkan yang kebanyakan argon di Bumi terhasil daripada kalium-40 yang mereput menjadi argon-40 yang akhirnya terlepas ke atmosfera.
Sumbangan kepada keradioaktifan semula jadi sunting
Kalium-40 adalah sumber terbesar keradioaktifan semula jadi di dalam haiwan dan manusia. Seorang manusia dewasa mengandungi kira-kira 160 gram kalium, yang bersamaan dengan 18.7 miligram 40K yang hasil pereputannya menghasilkan kira-kira 4,400 keluluhan setiap saat (becquerel) secara berterusan sepanjang hidup manusia ini.[nota 1][2]
Nota sunting
- ^ Jumlah pereputan radioaktif setiap saat dalam jisim tertentu 40K bersamaan dengan jumlah atom di dalam seluruh jisim itu, dibahagikan dengan jangka hayat purata atom 40K dalam saat. Jumlah tom di dalam satu gram 40K bersamaan dengan nombor Avogrado 6.022×1023 (jumlah atom per mol) dibahagikan dengan berat atom kalium-40 (39.96 gram per mol), iaitu kira-kira 0.1507×1023 per gram. Seperti mana di dalam mana-mana pereputan eksponen, jangka hayat purata bersamaan dengan separuh hayat dibahagikan dengan logaritma semula jadi 2, atau kira-kira 56.82×1015 saat.
Rujukan sunting
- ^ Engelkemeir, DW (1962). "Positron Emission in the Decay of K40". Physical Review. 126 (5): 1818. Bibcode:1962PhRv..126.1818E. doi:10.1103/PhysRev.126.1818. Unknown parameter
|coauthors=ignored (|author=suggested) (bantuan) - ^ Supian Bin Samat et al (1997), activity of one gram of potassium[pautan mati kekal], Phys. Med. Biol. volume 42 page 407, doi:10.1088/0031-9155/42/2/012
Lihat juga sunting
Pautan luar sunting
- Lembaran Fakta Kesihatan Manusia: Kalium-40 di Argonne National Laboratory Environmental Science Division, Lembaran Fakta Kimia dan Radiologi untuk Menyokong Analisis Risiko Kesihatan untuk Kawasan-kawasan Tercemar