puoliintuaika

Puoliintuaika, eli half-life, on ajanjakso, jonka kuluessa jokin määrä vähenee puoleen alkuperäisestä. Sitä käytetään kuvaamaan hajoamisnopeutta erilaisissa ilmiöissä kuten radioaktiivisessa hajoamisessa, kemiallisissa reaktioissa sekä farmakologiassa plasman tai kudosten pitoisuuksien vähenemisen yhteydessä. Puoliintuaikaa voidaan tarkastella sekä luonnollisissa että teknisissä prosesseissa.

Matematiikassa puoliintuaika liittyy eksponentiaaliseen hidastuvuuteen. Jos prosessi seuraa ensimmäisen kertaluvun (first-order) hajoamista, määrän N ajan funktiona on N(t) = N0 e^{-kt}, missä k on hajoamisnopeusvakio. Tällöin puoliintumisaika t1/2 on t1/2 = ln(2)/k, ja se on riippumaton aloitusarvosta. Vastaavasti pitoisuuden voi kirjoittaa myös muotoon N(t) = N0 (1/2)^{t/t1/2}.

Radioaktiivisuudessa puoliintuaika on isotoopin ominaisuus ja se on aina sama riippumatta määrästä. Tämä tarkoittaa, että määrä tai aktiivisuus pienenee aina puoleen joka tietyllä ajanjaksolla. Puoliintumisaikojen pituudet vaihtelevat suuresti: joillakin isotopeilla aika on luokkaa millisekunteja, toisilla miljoonia tai jopa miljardeja vuosia. Puoliintumisaikaa käytetään esimerkiksi radioaktiivisen hajoamisen aikakausien arviointiin sekä dating-menetelmissä.

Farmakologiassa puoliintumisaika kuvaa elimistöön annostellun aineen plasman pitoisuuden puolittumisaikaa eliminoitumisen kannalta. Se riippuu sekä tilavuuden jakautumisesta (Vd) että puhdistuksesta (CL). Ensimmäisen kertaluvun kinetiikassa t1/2 = 0,693 × Vd / CL. Puoliintumisaikaa käytetään annostusrytmin suunnittelussa sekä hoidon aikana saavutettavan tasapitoisuuden arvioinnissa.