puoliintumiset

Puoliintumiset ovat ilmiö, jossa tietyn aineen määrä pienenee puoleen alkuperäisestä ajan kuluessa. Termiä käytetään erityisesti radioaktiivisen hajoamisen yhteydessä, mutta sitä sovelletaan myös biologisiin ja lääketieteellisiin konteksteihin. Puoliintumisaika tarkoittaa aikaa, jonka kuluessa kyseisen ydinlajin määrä tai sen aktiivisuus on pienentynyt puoleen.

Matematiikassa puoliintumisaika T1/2 liittyy hajoamisnopeuteen λ kaavalla N(t) = N0 (1/2)^(t/T1/2), ja vaihtoehtoisesti λ = ln(2)/T1/2. Tämä tarkoittaa, että jos puoliintumisaika on lyhyt, hajoaminen on nopeaa, ja jos se on pitkä, hajoaminen on hidasta. Puoliintumiset ovat usein vaihtelevia lajikohtaisesti ja riippuvat kyseisestä ydinjäämästä.

Erilaisia käsitteitä ovat fysikaalinen puoliintumisaika (nopeus, jolla ydin hajoaa pienentäen määrää riippumatta ulkoisista tekijöistä), biologinen puoliintumisaika (aika, jonka elimistö tarvitsee aineen poistamiseen) sekä näiden yhteydessä käytetty tehokas puoliintumisaika, joka kuvaa sekä hajoamisen että biologisen poiston kokonaisvaikutusta. Tehokas aika Teff voidaan approximatiivisesti määrittää 1/Teff = 1/Tphys + 1/Tbio.

Esimerkkejä: uraani-238:n puoliintumisaika on noin 4,47 miljardin vuotta, röntgen- ja lääketieteessä käytetty teknetium-99m:n puoliintumisaika on noin 6 tuntia, ja hiili-14:n puoliintumisaika on noin 5730 vuotta. Puoliintumisaikojen tunteminen on tärkeää radiologisessa turvallisuudessa, säteilyannosten arvioinnissa sekä arkeologisessa ja biologisessa tutkimuksessa.