Halveringstid

Halveringstid er en kompakt måde at udtrykke eksponentielt henfald på. Det er den tid, hvor det forventede antal endnu ikke henfaldne kerner — og dermed aktiviteten af en simpel isoleret prøve — falder til halvdelen af den foregående værdi.

Gentagen halvering, ikke lineær subtraktion

N = N₀(1/2)t/T½

Efter én halveringstid er 50 % tilbage, efter to 25 % og efter tre 12,5 %. Den samme brøkdel fjernes i hvert lige langt interval, ikke det samme antal kerner.

Halveringstids-udforsker

100%50%25%lige lange tidsintervaller
Halveringstid er multiplikativ. Grafen falder med den samme faktor efter hvert lige langt interval.

Sammenhængen mellem halveringstid og λ

Den eksponentielle lov N=N₀e-λt og halveringstidsloven er nøjagtigt ækvivalente for én konstant henfaldsmåde. Deres parametre opfylder λT1/2=ln2.

kort T½lang T½
Kort halveringstid betyder stor henfaldskonstant. Den karakteristiske tid ændres, men den eksponentielle form består.

Halveringstid gør ikke en individuel kerne ældre

En endnu ikke henfalden kerne er ikke “tættere på henfald”, blot fordi den har overlevet flere halveringstider. I standardmodellen er processen hukommelsesløs: betinget af at kernen stadig er til stede, er dens fremtidige henfaldssandsynlighed pr. tidsenhed uændret.

Datering kræver mere end en halveringstid

Radiometrisk datering kræver også et egnet henfaldssystem, en model for begyndelsesbetingelserne og sikkerhed for, at moder- eller datternuklider ikke er blevet tilført eller mistet på måder, der gør uret ugyldigt. Halveringstiden giver tidsskalaen; den geologiske eller arkæologiske fortolkning giver konteksten.

Halveringstid er uafhængig af prøvens størrelse. En stor og en lille prøve af det samme radionuklid har samme halveringstid, fordi størrelsen beskriver henfaldssandsynligheden for hver overlevende kerne. Den større prøve starter med flere kerner og normalt højere aktivitet, men begge prøver mister den samme forventede brøkdel i hver halveringstid. Derfor må halveringstid aldrig fortolkes som den tid, der kræves for at fjerne et fast antal kerner. Efter mange halveringstider bliver den forventede population meget lille, men den eksponentielle model nærmer sig nul kontinuerligt i stedet for at nå nul efter et fast antal intervaller.

Gennemregnede eksempler

1. Fem halveringstider

Løsning

Resterende brøkdel = (1/2)⁵ = 1/32 ≈ 3.125%.

2. Forløbet tid

Løsning

Et nuklid har T½=8 h. At nå 12,5 % svarer til tre halveringstider, så t=24 h.

3. Find halveringstiden ud fra λ

Løsning

For λ=0,035 y⁻1 er T½=0,693/0,035≈19.8 y.