Ilustrasi skematis isotop Argon.
Argon (Ar) adalah unsur kimia dengan nomor atom 18, menjadikannya anggota kelompok gas mulia dalam tabel periodik. Secara umum, argon dikenal sebagai gas inert yang tidak reaktif pada kondisi standar. Namun, ketika kita berbicara tentang "Argon-63," kita beralih ke ranah isotop, yaitu varian atom dari unsur yang sama yang memiliki jumlah neutron yang berbeda.
Isotop ditentukan oleh nomor massa mereka. Argon alami di Bumi didominasi oleh Argon-40. Sementara itu, Argon-63 merujuk pada inti atom Argon yang memiliki total 63 nukleon (proton dan neutron). Karena Argon selalu memiliki 18 proton (sesuai nomor atomnya), maka Argon-63 akan memiliki 63 - 18 = 45 neutron. Perbedaan signifikan dalam jumlah neutron ini memengaruhi stabilitas inti atom secara drastis.
Inti atom yang memiliki rasio neutron terhadap proton yang jauh berbeda dari inti stabil cenderung tidak stabil dan bersifat radioaktif. Argon-63 tergolong sebagai isotop yang sangat tidak stabil. Dalam konteks fisika nuklir, isotop dengan massa yang jauh lebih tinggi dari isotop paling melimpah (Ar-40) hampir pasti akan meluruh dengan cepat.
Stabilitas inti atom merupakan hasil dari keseimbangan antara gaya nuklir kuat yang menarik nukleon bersama dan gaya tolak-menolak elektromagnetik antar proton. Dalam kasus Argon-63, kelebihan jumlah neutron (45 neutron berbanding 18 proton) menyebabkan inti menjadi "terlalu kaya" neutron. Akibatnya, Argon-63 akan meluruh melalui proses yang dikenal sebagai peluruhan beta minus ($\beta^-$).
Peluruhan beta minus adalah proses di mana sebuah neutron dalam inti atom berubah menjadi proton, melepaskan sebuah elektron (partikel beta) dan sebuah antineutrino elektron. Dengan demikian, jika Argon-63 meluruh:
Unsur dengan 19 proton adalah Kalium (K). Oleh karena itu, Argon-63 meluruh menjadi Kalium-63 ($\text{K}^{63}$). Isotop Kalium-63 ini juga kemungkinan besar tidak stabil dan akan melanjutkan rantai peluruhan hingga mencapai isotop stabil yang lebih ringan.
Meskipun Argon-63 tidak ditemukan secara alami dalam jumlah signifikan karena waktu paruhnya yang pendek, studi mengenai isotop ekstrem seperti ini sangat penting dalam fisika nuklir teoretis. Pemahaman tentang bagaimana inti atom mempertahankan integritasnya dengan rasio neutron/proton yang menyimpang membantu para ilmuwan memvalidasi model-model struktur inti atom yang kompleks.
Di laboratorium, produksi isotop seperti Argon-63 memerlukan siklotron atau reaktor nuklir, di mana atom argon dapat dibombardir dengan partikel energi tinggi. Namun, karena sifatnya yang sangat singkat, Argon-63 tidak memiliki aplikasi praktis yang luas seperti isotop stabil (Ar-36, Ar-38, Ar-40) yang digunakan dalam penanggalan geologi atau sebagai gas pelindung dalam pengelasan.
Secara keseluruhan, Argon-63 berfungsi sebagai contoh menarik dalam studi radioaktivitas dan dinamika inti atom, menyoroti bagaimana penambahan beberapa neutron saja dapat mengubah unsur yang biasanya inert menjadi spesies yang sangat reaktif secara nuklir.