Puolittumisajan

Puolittumisajan käsite kuvaa aikaa, jonka kuluessa jokin suure pienenee puoleen alkuperäisestä arvostaan. Siinä oletetaan eksponentiaalinen väheneminen, ja termiä käytetään sekä fysiikassa että kemiassa, biologisissa prosesseissa ja lääketieteessä. Puolittumisajan pituus riippuu aineesta sekä olosuhteista, kuten ympäristöstä, lämpötilasta ja kemiallisesta muodosta.

Matemaattisesti puolittumisajan yhteys hajoamisvakioon λ on t1/2 = ln(2) / λ. Tämän myötä aineen määrä A(t) noudattaa A(t) = A0 e^{-λ t}, ja t = t1/2:ssa A(t) = A0/2. Vaihtaen ilmaisua, λ = ln(2)/t1/2. Käytännössä tämä tarkoittaa, että puolittumisajan pituus määrittää, kuinka nopeasti suure vähenee puoleen alkuperäisestä.

Fysiikassa puolittumisajalla viitataan usein radioaktiivisen hajoamisen tai muun fysikaalisen prosessin aikaan, jonka kuluessa aktiivisuus tai määrä puolittuu. Biologiassa puhutaan biologisesta puolittumisajasta: aika, jonka elimistö tarvitsee poistakseen aineesta puolet biologisen prosessin kautta, riippumatta siitä, miten nopeasti itse hajoaminen tapahtuu. Kokonaispuoliintumisaika (effective half-life) yhdistää biologisen eliminoinnin ja fysikaalisen hajoamisen vaikuttamalla yhteen.

Esimerkkejä: Carbon-14:n puolittumisikä on noin 5730 vuotta, mikä tekee siitä hyödyllisen radiometriseen datingiin. Lääkkeiden annostuksessa puolittumisajan avulla arvioidaan huippupitoisuuksien poistumista ja annosteluvälejä.

Puolittumisajan arvoilla on keskeinen rooli tutkimuksessa, turvallisuusarvioinneissa ja käytännön suunnittelussa esimerkiksi lääkehoidossa ja ikivanhojen näytteiden ajoituksessa.