Poolväärtusaeg

Poolväärtusaeg (half-life) on ajamõõt, mille jooksul teatud kogus ainet kaotab oma väärtusest poole. Kõige tavalisem mõiste puudutab radioaktiivset lagunemist: aatomituumad lagunevad exponetsiaalselt ja nende aktiivsus või kontsentratsioon väheneb poole võrra iga kindla ajaperioodi järel. Poolväärtusaeg on iseloomulik iga isotoobi lagunemiskeemile ja sõltub tuuma omadustest.

Matemaatiliselt kirjeldatakse lagunemist sageli valemiga N(t) = N0 · 2^(-t/T1/2) = N0 · e^(-λ t), kus N(t) on jääkmaht, N0 algne maht, T1/2 poolväärtusaeg ja λ = ln 2 / T1/2 lagunemiskonstant. Tõlgendatuna tähendab see, et iga T1/2 aja jooksul kaotab algsest kogusest umbes 50%.

Poolväärtusaeg jaguneb mitmeks tüübiks. Füüsikaline poolväärtusaeg viitab ainult isotoobi intrinsetele lagunemismustritele, kui välised tingimused ei mõjuta. Bioloogiline poolväärtusaeg kirjeldab organismi võimet väljutada või eemaldada aine; efektiivne poolväärtusaeg võtab kokku nii füüsikalise lagunemise kui ka bioloogilise puhastumise mõju.

Näited: C-14 poolväärtusaeg on umbes 5730 aastat, U-238 umbes 4,468 miljardit aastat, tritium umbes 12,3 aastat. Meditsiinis on Tc-99m poolväärtusaeg umbes 6 tundi ja I-131 umbes 8 päeva. Poolväärtusaega kasutatakse radiomeetrilises dating’us, meditsiinilises diagnostikas ja radioteraapias ning keskkonnaseiremetes.