Waktu paruh atau dalam bahasa Inggrisnya dinamakan half-time, yang memiliki simbol berupa merupakan waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah molekul atau zat tersebut berkurang setengah dari nilai awalnya. Biasanya digunakan dalam pelajaran fisika dan kimia untuk melihat perubahan nilai suatu zat radioaktif dan sebagainya. Nilai dari waktu paruh suatu zat biasanya diletakkan dalam suatu tabel yang berisi besar nilai suatu zat setelah dikurangi setengah kemudian setengahnya lagi dan lagi hingga seterusnya.
Waktu Paruh Secara Biologis
Pengertian waktu paruh bagi manusia atau waktu paruh biologis dapat diartikan sebagai waktu yang dibutuhkan oleh suatu substansi misalnya obat, metabolit dan sebagainya untuk menurunkan secara setengah dari aktifitas fisiologisnya. Secara garis besar dapat diartikan sebagai waktu yang diperlukan oleh tubuh untuk membersihkan diri melalui penyaringan pada ginjal dan ekskresi zat – zat pembersih dari hati. Zat ekskresi yang dihasilkan oleh hati akan memecah kotoran – kotoran dalam tubuh untuk keluar melalui urine.
Dalam istilah medis, waktu paruh dapat diartikan sebagai waktu yang dibutuhkan oleh suatu substansi dalam plasma darah untuk mengurangi nilainya menjadi separuh dilihat dari tingkat penurunan konsentrasi plasma darah itu sendiri. Hal ini menjadikan perhitungan waktu paruh secara biologis dan plasma sangat sulit untuk dilakukan, karena hampir selalu bergantung dari kandungan jenis substansi itu sendiri.
Hal – hal yang mempengaruhi tingkat waktu paruh biologis itu sendiri antara lain adalah :
- Akumulasi substansi pada jaringan
Ikatan protein plasma atau kemampuan plasma darah dalam mengikat protein merupakan faktor yang mempengaruhi waktu paruh biologis karena dapat menentukan cepat lambatnya suatu proses dalam tubuh bekerja. Pengukuran dari tingkat paruh waktu biologis yang sangat dipengaruhi oleh ikatan protein plasma itu sendiri sangat susah untuk dilakukan. Hal ini dikarenakan ukuran atau angka untuk menetapkan suatu besaran ikatan protein plasma masih susah untuk ditemukan.
- Metabolit aktif
Secara garis besar, metabolit aktif biasanya digunakan untuk menunjukkan tingkat perubahan susunan molekul obat ketika dikonsumsi oleh manusia. Pada tubuh manusia obat dirubah menjadi bentuk lain yang lebih mudah dicerna da membuat obat tersebut menjadi inaktif atau berhenti beroperasi serta mengakhiri proses kerja obat itu sendiri. Metabolit aktif berkebalikan dengan efek ini, dimana obat yang anda konsumsi justru akan menjadi aktif setelah dikenai suatu enzim yang dikeluarkan oleh tumbuh untuk menghentikan proses obat tersebut hingga berlanjut dan baru berakhir ketika habis.
- Interaksi reseptor
Mengacu pada interaksi obat dengan reseptor yang terdapat di seluruh tubuh. Reseptor diartikan sebagai suatu makromolekul (molekul besar) seluler yang secara spesifik langsung berikatan dengan ligan seperti obat, hormon, neurotransmitter untuk memacu timbulnya signal kimia antar sel. Signal yang diberikan akan diproses oleh peneria syaraf dan menghasilkan efek tertentu sesuatu dengan signal yang diberikan.
Contoh Waktu Paruh Biologis
Beberapa contoh yang bisa diberikan dalam menjelaskan fenomena waktu paruh secara biologis antara lain adalah sebagai berikut :
- Air, metabolisme air di dalam tubuh manusia ternyata mampu menghasilkan waktu paruh yang cukup lama dalam tubuh manusia yaitu antara 7 hingga 14 hari, hal ini dipengaruhi oleh karakter manusianya itu sendiri, serta kadar alkohol yang ia konsumsi. Seseorang yang mengkonsumsi alkohol dalam jumlah besar akan mengurangi waktu paruh biologis air di dalam tubuh.
- Obat, beberapa jenis obat dan besar waktu paruh secara biologis terhadap tubuh manusia adalah sebagai berikut :
- Adenosin : kurang dari 10 detik
- Norepinefrin : 2 menit
- Oksaliplatin : 14 menit
- Salbutamol : 1.6 jam
- Zaleplon : 1 hingga 2 jam
- Morfin : 2 hingga 3 jam
- Metotreksat : 3 hingga 10 jam untuk dosis rendah, 8 hingga 15 jam untuk dosis tinggi
- Fenitoin : 12 hingga 24 jam
- Metadon : 15 jam sampai 3 hari, pada kasus yang jarang terjadi hingga 8 hari.
- Buprenorfin : 16 hingga 72 jam
- Clonazepam : 18 hingga 80 jam
- Diazepam : 20 hingga 100 jam pada metabolisme aktif
- Nordazepam : 1,5 hingga 8.3 hari
- Flurazepam : 0,8 hingga 4,2 9metabolisme aktif, desflurazepam 1.75 – 10.4 hari
- Donepezil : sekitar 70 jam
- Fluoksetin : 4 hingga 6 hari untuk aktif lipofilik metabolit sekitar 4 hingga 16 hari
- Dutasteride : 5 minggu
- Amiodaron : 25 hingga 110 hari
- Bedaquiline : 5.5 bulan
- Logam, Waktu paruh biologis manusia untuk sesium atau sejenis logam mulia yang lunak dan berwarna putih keemasan serta berwujud cair pada suhu ruangan, dalam sistem biologis manusia memiliki waktu paruh selama satu hingga empat bulan. Dalam beberapa keadaan waktu paruh biologis sesium pada manusia dapat dipersingkat melalui beberapa cara dengan mengkonsumsi jenis makanan tertentu. Tetapi untuk bagian tertentu, menggunakan obat – obatan tertentu demi mengeliminasi zat tertentu seperti sesium dapat menimbulkan dampak lain berupa penimbunan substansi lain dalam tubuh seperti timbal. Berikut adalah besar waktu paruh beberapa jenis logam dalam tubuh manusia, antara lain adalah :
- Polonium : 30 hingga 50 hari
- Sesium : 4 bulan
- Merkuri : 65 hari
- Timbal : dalam darah antara 28 hingga 36 hari, sedangkan timbal dalam tulang sekitar 10 tahun
- Kadmium : dalam tulang sekitar 30 tahun
- Plutonium : dalam tulang sekitar 100 tahun, sedangkan dalam hati sekitar 40 tahun
Waktu Paruh dalam Kimia
Waktu paruh dalam istilah kimia adalah satu – satunya waktu paruh yang dapat dihitung secara manual dengan cukup menggunakan rumus tertentu. Waktu paruh dalam kimia biasanya dihubungkan dengan seberapa besar laju reaksi kimia suatu senyawa. Besarnya waktu paruh dalam ilmu kimia dihitung dengan menggunakan nilai konstanta peluruhan suatu bahan kimia.
Fungsi waktu paruh dalam ilmu kimia adalah mengetahui besarnya nilai waktu pengurangan suatu reaksi kimia menjadi setengahnya. Cara menghitung waktu paruh suatu reaksi kimia itu sendiri dapat menggunakan rumus sebagai berikut :
Dimana N merupakan subject atau senyawa kimia yang mengalami peluruhan eksponensial, adalah nilai awal N pada saat waktu (t) sama dengan nol, dan adalah nilai konstanta peluruhan yang bernilai positif pada suatu senyawa kimia.
Jika anda ingin mencari nilai waktu paruh pada suatu senyawa kimia N, berikut adalah contoh yang bisa anda lakukan.
Waktu Paruh Lingkungan dan Radioaktif
Waktu paruh dalam lingkungan dan radioaktif biasanya disebut dengan waktu paruh, yang memiliki arti yang sama dengan banyak pengertian waktu paruh berdasarkan kimia dan biologis sebelumnya, yaitu waktu yang diperlukan suatu inti radioaktif untuk meluruh dan aktifitasnya berkurang setengah dari nilai awalnya atau nilai permulaan dan mula – mulanya.
Waktu paruh secara lingkungan dan radioaktif biasanya diketahui dengan nilai statistiknya, dimana nilai percobaan tidak bisa diperkirakan secara pasti mana yang akan meluruh selanjutnya. Tetapi dapat diketahui dengan melihat probabilistik atau kemungkinan kejadian yang akan terjadi selanjutnya.
Secara matematis, besar jumlah peluruhan radionuklir per satuan saktu sebanding dengan hasil kali antara jumlah atom pada waktu tertentu dengan konstanta peluruhannya.
Dapat dirumuskan dengan N yang merupakan jumlah inti yang tidak mampu meluruh pada waktu t, dN merupakan jumlah inti yang akan meluruh dan No yang merupakan jumlah inti awal pada saat waktu sama dengan nol ( t = 0 ). Persamaannya adalah sebagai berikut :
Berikut adalah daftar waktu paruh beberapa senyawa radioaktif yang ada di alam, antara lain adalah :
- H – 3 : 12.33 tahun
- C – 14 : 5730 tahun
- K – 40 : 1,277 x 109 tahun
- Ra – 226 : 1600 tahun
- U – 238 : 4,468 x 109 tahun
- Co – 60 : 5,271 tahun
- Sr – 90 : 28,74 tahun
- Mo – 99 : 65,94 jam
- Tc – 99 : 6,01 jam
- I – 129 : 1,57 x 107 tahun
- I – 131 : 8,021 hari
- Cs – 137 : 30,04 tahun
- Pu – 239 : 2,411 x 104 tahun
Sebenarnya menghitung waktu paruh suatu zat radioaktif akan lebih mudah dengan mengelompokkannya menjadi beberapa kategori menurut asal dan penggunaannya, berikut adalah besar waktu paruh radioaktif menurut jenis asal dan kegunaannya antara lain adalah sebagai berikut :
- Zat Radioaktif Dalam Pengobatan
Beberapa daftar zat radioktif dan waktu paruhnya yang digunakan dalam kesehatan antara lain adalah untuk mengobati penyakit kanker dengan menggunakan jenis radioaktif berupa Ra – 226 dengan waktu paruh sebesar 1600 tahun, pengobatan bagian luar untuk penderita kanker dengan menggunakan Co – 60 dengan waktu paruh sebesar 5271 tahun, Cs – 137 dengan waktu paruh 30.04 tahun dan Ir – 192 dengan waktu paruh sebesar 73,83 hari. Dengan mengetahui data yang disebutkan, anda bisa memilih zat radioaktif mana yang cukup aman dan memiliki waktu paro terkecil untuk mengobati penyakit kanker.
- Zat Radioaktif Buatan Berasal Dari Percobaan Senjata Nuklir
Percobaan nuklir terkadang menghasilkan banyak zat radioaktif yang apabila terakumulasi di dalam tubuh dapat menimbulkan efek yang tidak diinginkan. Berikut adalah beberapa jenis zat radioaktif dan waktu paruhnya yang tertinggal ketika melakukan percobaan senjata nuklir antara lain adalah Sr – 90 dengan waktu paruh 28,8 tahun, Cs – 137 dengan waktu paruhnya 30 tahun, C- 14 waktu paruhnya selama 5730 tahun dan Zr – 95 dengan waktu paruhnya 65 hari.
- Zat Radioaktif Buatan Berasal Dari Instalasi Nuklir
Zat radioaktif paling banyak dihasilkan dari instalasi nuklir, dan hal ini terkadang akan menimbulkan efek berbahaya bahkan ketika telah ditinggalkan cukup lama. Belum lagi pengolahan limbah hasil nuklir itu sendiri dan bermacam – macam kerusakan yang ditimbulkan. Berikut adalah daftar zat radioaktif yang dihasilkan oleh instalasi nuklir dan waktu paruhnya yang cukup lama (sedikit saran untuk berhati – hati dalam menggunakan nuklir) antara lain adalah Co – 60 dengan waktu paruhnya 5,271 tahun, Ni – 63 dengan waktu paruhnya 100,1 tahun, Sr – 90 dengan waktu paruhnya 28,74 tahun, Cs – 137 dengan waktu paruhnya 30,04 tahun dan C – 14 dengan waktu paruhnya 5730 tahun.
4. Zat Radioaktif Dari Radiasi Kosmik
Radiasi merupakan jenis perambatan energi dimana energi merambat tanpa melalui media apapun atau ruang hampa, radiasi kosmik merupakan radiasi dari benda – benda di ruang angkasa yang masuk ke dalam armosfer bumi hingga membentuk zat radioaktif baru sesuai dengan golongannya. berikut adalah beberapa jenis rediaktif dan besar waktu paruhnya yang dihasilkan dari radiasi kosmik kepada bumi antara lain adalah H – 3 dengan waktu paro sebesar 12.33 tahun, C – 14 dengan waktu paro sebesar 5730 tahun cukup lama hingga bahkan bertahan lebih dari 5700 tahun, Be – 7 53,29 dengan waktu paro sebesar 53.29 hari, Na – 22 dengan waktu paro sebesar 2609 tahun, na – 24 dengan waktu paro sebesar 14.96 jam, Mg – 28 dengan waktu paro sebesar 20.91 jam, Cl – 36 dengan waktu paruh sebesar lebih dari 301.000 tahun, dan Kr – 81 dengan waktu paro lebih dari 229.000 tahun.
Demikian penjelasan mengenai waktu paruh yang dilihat dari berbagai aspek. Semoga bermanfaat.