Halveringstid

Halveringstid är den tid efter vilken en given mängd av ett ämne har minskat till hälften av sitt ursprungliga värde. Termen används ofta inom kärnfysiken för att beskriva hur snabbt ett radioaktivt grundämne sönderfaller eller inom kemin för att ange med vilken hastighet en kemisk förening sönderfaller. För en enskild instabil partikel kan halveringstiden tolkas som den tid efter vilken sannolikheten är 50 procent för att partikeln skall ha sönderfallit. Termen används också mer allmänt för att karakterisera någon typ av exponentiell eller icke-exponentiell avklingning. Exempelvis de medicinska vetenskaperna hänvisar till den biologiska halveringstiden för läkemedel och andra kemikalier i kroppen.

Orsaken till att halveringstider definieras är att dessa, för vissa ämnen eller partiklar, är konstanta (oberoende av tiden och mängden av ämne). Till exempel återstår hälften av en given mängd av den radioaktiva isotopen ¹⁴C efter ungefär 5 730 år (halveringstiden) oavsett hur stor mängden var från början. Efter ytterligare en halveringstid återstår således en fjärdedel av den ursprungliga mängden och efter tre halveringstider en åttondel. Rent matematiskt kommer alltså en viss, ständigt minskande, mängd alltid att finnas kvar.^[1]

Mängden (antalet atomer eller partiklar), ${\textstyle N(t)}$ som återstår vid tiden ${\textstyle t}$ kan beräknas enligt

${\displaystyle N(t)=N(0)\cdot 2^{-t/T_{1/2}}}$,

där ${\displaystyle T_{1/2}}$ är halveringstiden.