Kripton-85

Kripton-85, ⁸⁵Kr

Umum
Simbol	85Kr
Nama	kripton-85, Kr-85
Proton (Z)	36
Neutron (N)	49
Data nuklida
Waktu paruh (t1/2)	10,728 yr
Produk peluruhan	85Rb
Massa isotop	84,9125273(21) u
Spin	9/2+
Surplus energi	−81480,267 keV
Energi pengikatan	8698,562 keV
Mode peluruhan
Mode peluruhan	Energi peluruhan (MeV)
Peluruhan beta	0,687
Peluruhan beta	0,173
Isotop kripton Tabel nuklida lengkap

Kripton-85 (⁸⁵Kr) adalah radioisotop dari kripton yang tersebar di seluruh atmosfer dan saat ini membentuk sekitar 15 ppt dari kripton atmosfer secara rata-rata.

⁸⁵Kr memiliki waktu paruh 10,76 tahun^[1] dan energi peluruhan maksimum 687 keV.^[2] Isotop ini meluruh menjadi ⁸⁵Rb yang stabil. Jalur peluruhan yang paling umum (99,57%) terjadi melalui emisi partikel beta, dengan energi maksimum 687 keV dan energi rata-rata 251 keV. Jalur peluruhan kedua yang paling umum (0,43%) juga terjadi melalui emisi partikel beta (dengan energi maksimum 173 keV), yang kemudian diikuti oleh emisi sinar gama berenergi 514 keV. Mode peluruhan lainnya memiliki probabilitas yang sangat kecil dan memancarkan sinar gama dengan energi yang lebih rendah.^{[3] 85}Kr sebagian besar merupakan hasil produksi sintetis, meskipun dalam jumlah renik juga dihasilkan secara alami melalui spalasi sinar kosmik.

Dari segi radiotoksisitas, 440 Bq ⁸⁵Kr dianggap setara dengan 1 Bq ²²²Rn, tanpa memperhitungkan rantai peluruhan lanjutan dari radon.

Keberadaan di atmosfer Bumi

Nuklida t_½ Hasil Q^{[n 1]} βγ (a) (%)^{[n 2]} (keV) ¹⁵⁵Eu  4,74  0,0803^{[n 3]}252 βγ ⁸⁵Kr 10,73  0,2180^{[n 4]}687 βγ ^113mCd 13,9   0,0008^{[n 3]}316 β ⁹⁰Sr 28,914,505    2826^{[n 5]} β ¹³⁷Cs 30,046,337    1176 βγ ^121mSn 43,9 0,00005  390 βγ ¹⁵¹Sm 94,6 0,5314^{[n 3]}77 β

Produksi alami

⁸⁵Kr diproduksi dalam jumlah kecil melalui interaksi sinar kosmik dengan ⁸⁴Kr yang stabil di atmosfer. Sumber alami ini mempertahankan inventaris kesetimbangan sekitar 0,09 PBq di atmosfer.^[4]

Produksi akibat aktivitas manusia

Pada tahun 2009, jumlah total ⁸⁵Kr di atmosfer diperkirakan mencapai 5.500 PBq akibat aktivitas manusia.^[5] Sebagai perbandingan, pada akhir tahun 2000 jumlahnya diperkirakan 4.800 PBq,^[4] sedangkan pada tahun 1973 sekitar 1.961 PBq (53 MCi).^[6] Sumber utama ⁸⁵Kr yang berasal dari aktivitas manusia adalah pemrosesan ulang bahan bakar nuklir, karena ⁸⁵Kr merupakan salah satu dari tujuh produk pembelahan atom berumur menengah yang umum dihasilkan.^[4][5][6] Reaksi fisi nuklir menghasilkan sekitar tiga atom ⁸⁵Kr untuk setiap 1.000 peristiwa fisi (dengan hasil fisi sebesar 0,3%).^[7] Sebagian besar, atau bahkan seluruh, ⁸⁵Kr tersebut tetap terperangkap di dalam batang bahan bakar nuklir bekas. Setelah dikeluarkan dari reaktor, bahan bakar bekas mengandung sekitar 0,13 hingga 1,8 PBq/Mg ⁸⁵Kr.^[4] Sebagian bahan bakar bekas ini kemudian diproses ulang. Dalam proses pemrosesan ulang yang digunakan saat ini, gas ⁸⁵Kr dilepaskan ke atmosfer ketika bahan bakar bekas dilarutkan. Secara teori, gas kripton tersebut dapat ditangkap dan disimpan sebagai limbah radioaktif atau dimanfaatkan untuk keperluan tertentu. Hingga tahun 2000, jumlah kumulatif ⁸⁵Kr yang telah dilepaskan ke atmosfer akibat kegiatan pemrosesan ulang diperkirakan mencapai 10.600 PBq.^[4] Inventaris global yang tercatat di atmosfer lebih kecil daripada angka tersebut karena sebagian telah mengalami peluruhan radioaktif, sementara sebagian kecil lainnya telah larut ke dalam samudra dalam.^[4]

Sumber buatan manusia lainnya hanya memberikan kontribusi kecil terhadap total ⁸⁵Kr di atmosfer. Uji coba senjata nuklir di atmosfer diperkirakan melepaskan sekitar 111–185 PBq.^[4] Kecelakaan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Pulau Three Mile pada tahun 1979 melepaskan sekitar 16 PBq (430 kCi),^[8] sedangkan kecelakaan Chernobyl melepaskan sekitar 35 PBq,^[4][5] dan kecelakaan Fukushima Daiichi diperkirakan melepaskan sekitar 44–84 PBq.^[9]

Konsentrasi rata-rata ⁸⁵Kr di atmosfer adalah sekitar 0,6 Bq/m³ pada tahun 1976, dan meningkat menjadi sekitar 1,3 Bq/m³ pada tahun 2005.^[4][10] Nilai-nilai tersebut merupakan rata-rata global; konsentrasi di sekitar fasilitas pemrosesan ulang bahan bakar nuklir umumnya lebih tinggi, dan secara umum belahan bumi utara memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan belahan bumi selatan.

Untuk pemantauan atmosfer skala luas, ⁸⁵Kr merupakan indikator terbaik untuk mendeteksi pemisahan plutonium yang dilakukan secara rahasia, karena pelepasannya sangat berkaitan dengan proses pemrosesan ulang bahan bakar nuklir.^[11]

Pelepasan ⁸⁵Kr juga meningkatkan konduktivitas listrik udara atmosfer. Dampak meteorologis akibat peningkatan konduktivitas ini diperkirakan lebih kuat di daerah yang berada dekat dengan sumber emisi.^[12]

Penggunaan dalam industri

⁸⁵Kr digunakan dalam lampu lucutan busur yang umum dipakai di industri hiburan, seperti lampu film HMI (hydrargyrum medium-arc iodide) berdaya tinggi dan lampu HID (high-intensity discharge).^{[13][14][15][16][17]} Kehadiran ⁸⁵Kr di dalam tabung lucutan lampu membantu mempermudah proses penyalaan.^[14] Beberapa pengembangan awal penggunaan ⁸⁵Kr untuk pencahayaan meliputi lampu sinyal kereta api yang dirancang pada tahun 1957^[18] dan rambu jalan raya bercahaya yang dipasang di Arizona pada tahun 1969.^[19] Sebuah kapsul ⁸⁵Kr dengan aktivitas 60 μCi (2,22 MBq) pernah digunakan oleh peladen bilangan acak HotBits, yang memanfaatkan unsur radioaktif sebagai sumber entropi mekanika kuantum untuk menghasilkan bilangan acak. Pada tahun 1998, kapsul tersebut diganti dengan sumber ¹³⁷Cs beraktivitas 5 μCi (185 kBq).^[20][21]

⁸⁵Kr juga digunakan untuk memeriksa komponen pesawat terbang guna mendeteksi cacat atau retakan yang sangat kecil. Dalam metode ini, gas ⁸⁵Kr dibiarkan meresap ke dalam retakan halus, kemudian keberadaannya dideteksi menggunakan autoradiografi. Teknik ini dikenal sebagai "pencitraan penetran gas kripton".^[22] Karena berbentuk gas, ⁸⁵Kr mampu menembus celah yang lebih kecil dibandingkan cairan yang digunakan dalam inspeksi penetran pewarna maupun inspeksi penetran fluoresen.^[23]

⁸⁵Kr juga pernah digunakan dalam tabung elektron pengatur tegangan katode dingin, seperti tipe 5651.^[24]

Selain itu, ⁸⁵Kr dimanfaatkan dalam pengendalian proses industri terutama untuk pengukuran ketebalan dan kerapatan material, sebagai alternatif terhadap sumber radioaktif ⁹⁰Sr atau ¹³⁷Cs.^[25][26]

⁸⁵Kr juga digunakan sebagai penetral muatan listrik pada sistem pengambilan sampel aerosol, untuk mengurangi atau menyeimbangkan muatan listrik pada partikel aerosol sehingga hasil pengukuran menjadi lebih akurat.^[27]

Referensi