Bismut-209

Bismut-209, ^209Bi

Umum
Simbol	^209Bi
Nama	bismut-209, Bi-209
Proton (Z)	83
Neutron (N)	126
Data nuklida
Kelimpahan alam	100%
Waktu paruh (t1/2)	2,01×10^19 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

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.

Sifat peluruhan

Bismut-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

²¹⁰Po 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

Di 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

• Isotop bismut

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

1. 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. 
2. Dumé, Belle (23 April 2003). "Bismuth breaks half-life record for alpha decay". Physicsweb. 
3. 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.  Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
4. "Isotope data for americium-241 in the Periodic Table". 
5. "Archived copy". Diarsipkan dari versi asli tanggal 28 September 2011. Diakses tanggal 19 Juni 2022.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan) Informasi dan paruh waktu telurium-128. Diakses tanggal 19 Juni 2022.
6. 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. 
7. "Particle lifetimes from the uncertainty principle". 
8. "Swiss study: Polonium found in Arafat's bones". Al Jazeera. Diakses tanggal 19 Juni 2022. 
9. Chaisson, Eric, and Steve McMillan. Astronomy Today. Edisi ke-6. San Francisco: Pearson Education, 2008.