Tabel atau diagram nuklida sebuah tabel atau grafik dua dimensi dalam sistem koordinat Kartesius yang menampilkan berbagai isotop dari setiap unsur kimia. Pada grafik ini, satu sumbu menunjukkan jumlah neutron (simbol N), sementara sumbu lainnya menunjukkan jumlah proton atau nomor atom (simbol Z) dalam inti atom.

Setiap titik pada grafik mewakili satu nuklida, baik yang telah diketahui maupun yang masih bersifat hipotetis. Penyajian seperti ini memberikan pemahaman yang lebih mendalam mengenai karakteristik isotop dibandingkan dengan tabel periodik yang hanya menampilkan unsur tanpa variasi isotopnya. Tabel ini juga memuat sifat-sifat dasarnya yang meliputi waktu paruh dan mode peluruhan radioaktifnya.

Tabel nuklida ini juga dikenal sebagai bagan Segrè (Segrè chart), mengambil nama dari fisikawan Italia Emilio Segrè.^[1]

Deskripsi dan penggunaan

Bagan atau tabel nuklida merupakan diagram yang memetakan sifat-sifat nuklir atau radioaktivitas dari berbagai nuklida, sekaligus membedakan isotop-isotop dari suatu unsur. Berbeda dengan tabel periodik yang memetakan perilaku kimia unsur—dan tidak menunjukkan perbedaan antar isotop karena isotop umumnya memiliki sifat kimia yang hampir sama, kecuali pada hidrogen—bagan nuklida justru menekankan variasi perilaku nuklirnya.

Dalam bagan nuklida, setiap nuklida ditempatkan menurut jumlah neutron pada sumbu-X dan jumlah proton pada sumbu-Y, hingga mencapai batas stabilitas yang dikenal sebagai garis luruh neutron dan proton.

Representasi seperti ini pertama kali diterbitkan oleh Kurt Guggenheimer pada tahun 1934,^[2] kemudian disempurnakan oleh Giorgio Fea pada 1935,^[3] serta dikembangkan lebih lanjut oleh Emilio Segrè pada 1945 dan Glenn Seaborg.

Pada tahun 1958, Walter Seelmann-Eggebert dan Gerda Pfennig menerbitkan edisi pertama dari Karlsruhe Nuclide Chart, yang kini menjadi salah satu rujukan utama; edisi ketujuhnya dirilis pada 2006. Saat ini terdapat beberapa bagan nuklida yang digunakan secara luas di seluruh dunia, di antaranya:^[4]

• Karlsruhe Nuclide Chart
• Strasbourg Universal Nuclide Chart
• Chart of the Nuclides dari Badan Tenaga Atom Jepang (JAEA)
• Nuclide Chart dari Knolls Atomic Power Laboratory di Amerika Serikat.

Tabel ini menjadi alat dasar bagi komunitas nuklir.

Sebuah diagram nuklida. Pada bagian atas, grafik ditampilkan dalam tiga potongan terpisah agar penyajiannya lebih jelas; pada bagian bawah, ketiga bagian tersebut digabungkan menjadi satu tampilan utuh.

Mode peluruhan

•   Tidak ada (stabil)
•   Emisi positron atau penangkapan elektron (peluruhan menggeser atom satu posisi secara diagonal ke bawah-kanan)
•   Emisi proton (peluruhan menggeser atom satu posisi ke bawah)
•   Emisi neutron (peluruhan menggeser atom satu posisi ke kiri)
•   Peluruhan alfa (peluruhan menggeser atom dua posisi secara diagonal ke bawah-kiri)
•   Fisi spontan
•   Peluruhan beta (peluruhan menggeser atom satu posisi secara diagonal ke atas-kiri)

Tren dalam tabel nuklida

Tren yang dibahas dalam bagian ini merujuk pada bagan berikut, di mana nilai Z meningkat ke arah kanan dan N meningkat ke arah bawah — yakni tampilan yang merupakan rotasi searah jarum jam sebesar 90° dari bagan berorientasi lanskap sebelumnya.

• Isotop adalah nuklida yang memiliki jumlah proton sama tetapi jumlah neutron berbeda; artinya, mereka memiliki nomor atom identik dan karenanya merupakan unsur kimia yang sama. Isotop tersusun berurutan secara vertikal. Contohnya meliputi karbon-12, karbon-13, dan karbon-14 pada tabel di atas.

• Isoton adalah nuklida dengan jumlah neutron sama tetapi jumlah proton berbeda. Isoton terletak berdekatan secara horizontal. Contohnya termasuk karbon-14, nitrogen-15, dan oksigen-16.

• Isobar adalah nuklida yang memiliki jumlah total nukleon (nomor massa) sama, tetapi jumlah proton dan neutronnya berbeda. Isobar tersusun secara diagonal dari kiri bawah ke kanan atas. Contohnya karbon-14, nitrogen-14, dan oksigen-14.

• Isodiafer adalah nuklida yang memiliki selisih jumlah neutron dan proton (N − Z) yang sama. Seperti isobar, isodiapher membentuk garis diagonal, tetapi arahnya tegak lurus terhadap garis isobar (dari kiri atas ke kanan bawah). Contohnya boron-10, karbon-12, dan nitrogen-14 (karena N − Z = 0), atau boron-12, karbon-14, dan nitrogen-16 (N − Z = 2).

• Di luar batas kiri bawah, yakni di luar garis tetesan neutron, nuklida meluruh melalui emisi neutron.

• Di luar batas kanan atas, yakni di luar garis tetesan proton, nuklida meluruh melalui emisi proton. Garis drip ini baru dapat dipastikan untuk sebagian unsur.

• Pulau kestabilan adalah wilayah hipotetis pada kluster bagian kanan atas bagan nuklida yang diprediksi berisi isotop-isotop yang jauh lebih stabil dibandingkan unsur transuranium lainnya.

• Tidak ada nuklida stabil dengan jumlah proton dan neutron sama untuk nomor atom lebih besar dari 20 (misalnya kalsium), sebagaimana dapat diamati pada bagan. Inti atom dengan nomor atom tinggi memerlukan kelebihan neutron untuk mencapai kestabilan.

• Satu-satunya nuklida stabil dengan jumlah proton dan neutron sama-sama ganjil adalah hidrogen-2 (deuterium), litium-6, boron-10, nitrogen-14, serta (berdasarkan pengamatan) tantalum-180m. Hal ini terjadi karena massa–energi dari nuklida tipe ini umumnya lebih tinggi daripada tetangganya pada rantai isobar yang sama, sehingga sebagian besar tidak stabil terhadap peluruhan beta.

• Tidak ada nuklida stabil dengan nomor massa 5 atau 8. Semua nomor massa lainnya hingga 208 memiliki nuklida stabil, kecuali 147 dan 151 yang diisi oleh nuklida berumur sangat panjang yaitu samarium-147 dan europium-151. (Bismut-209 diketahui bersifat radioaktif sejak 2003, tetapi dengan waktu paruh sekitar 2,01×10¹⁹ years.)

• Dengan pengecualian pasangan telurium-123 dan antimon-123, nomor massa ganjil tidak pernah memiliki lebih dari satu nuklida stabil. Penyebabnya adalah bahwa massa-energi merupakan suatu fungsi konveks terhadap nomor atom, sehingga semua nuklida dalam rantai isobar ganjil—kecuali satu—memiliki tetangga berenergi lebih rendah yang membuatnya dapat meluruh melalui peluruhan beta. Lihat Aturan isobar Mattauch. (¹²³Te diperkirakan meluruh menjadi ¹²³Sb, tetapi waktu paruhnya begitu panjang sehingga belum pernah teramati.)

• Tidak ada nuklida stabil dengan nomor atom lebih tinggi dari Z = 82 (timbal),^[5] meskipun bismut (Z = 83) praktis stabil dalam skala waktu manusia, dan torium (Z = 90) serta uranium (Z = 92) cukup berumur panjang sehingga masih ditemukan melimpah di Bumi. Unsur dengan nomor atom 1 hingga 82 seluruhnya memiliki isotop stabil, kecuali teknesium (Z = 43) dan prometium (Z = 61).

Tabel

Untuk kemudahan penggunaan, Wikipedia menyediakan tiga tampilan berbeda dari data tersebut: dua versi tabel yang dipisah menjadi beberapa segmen, serta satu tabel tunggal yang memuat semua unsur sekaligus. Tabel gabungan ini memudahkan pengguna melihat pola jumlah proton dan neutron, meskipun memerlukan pengguliran horizontal dan vertikal secara bersamaan. Sementara itu, tabel yang disegmentasi memungkinkan peninjauan tiap unsur kimia secara lebih praktis dengan kebutuhan gulir yang jauh lebih sedikit. Tautan navigasi disediakan agar pengguna dapat berpindah cepat antarbagian.