halveringstid – Store norske leksikon

Halveringstid er tiden som medgår før verdien av en fysisk størrelse er redusert til halvparten av sin opprinnelige verdi. Begrepet brukes mye innen kjernefysikk for å beskrive hvor raskt en radioaktiv nedbrytning (desintegrasjon) foregår. Halveringstid brukes også innen andre fysikkområder og i biologi der det foregår en naturlig endringsprosess som har et eksponentielt avtakende forløp. Symbolet for halveringstid er T_½.

Det var den britiske fysikeren Ernest Rutherford som først innførte begrepet halveringstid i tilknytning til studier av radioaktive elementer i 1907. Halveringstid blir i dag vanligvis brukt for å beskrive nedbrytningen av diskrete størrelser, slik som radioaktive atomer (radionuklider). Ut fra en sannsynlighetsbetraktning kan halveringstiden da tolkes som den tiden det tar før det er 50 prosent sannsynlighet for at en nuklide skal desintegrere.

Forutsetninger og utregning

Bruk av størrelsen halveringstid er basert på forutsetningen om at nedbrytningsprosessen har en halveringstid som er konstant over prosessens levetid. Mengden vil da halveres etter passering av hver halveringstid. Etter første halveringstid er det bare halvparten av mengden igjen, og etter to halveringstider er det halvparten av halvparten, det vil si fjerdedelen igjen, og så videre.

Tabellen viser hvordan den fysiske størrelsen reduseres som en funksjon av antall passerte halveringstider:

Antall passerte halveringstider	Gjenværende andel
0	1/1
1	1/2
2	1/4
3	1/8
4	1/16
5	1/32
6	1/64

Når en mengde halveres etter hver halveringstid, får prosessen et forløp som følger en eksponentiell kurve der verdien N etter tidsforløpet t (N(t)) kan beskrives med formelen:

\[\begin{equation}N(t)=N(0)\times(\frac{1}{2})^{t/T_{1/2}}=N(0)\times2^{-t/T_{1/2}}\end{equation}\]

Eksempler på bruk av halveringstid

Radioaktiv nedbrytning

Halveringstid brukes i kjernefysikk for å beskrive hvor fort ustabile atomkjerner (radionuklider) brytes ned, omtalt som radioaktiv nedbrytning. Under nedbrytningen avgis ioniserende stråling som kan være helseskadelig. For materialer som inneholder ustabile atomkjerne, for eksempel radioaktivt avfall, er det viktig å vite hvor lenge og hvor intens denne strålingen er. Hvor lang tid det går før materialet ikke lenger utgjør noen fare for omgivelsene er avhengig av nuklidens halveringstid.

Les mer om halveringstid i kjernekjemi.

Biologisk nedbrytning

Biologisk halveringstid refererer til tiden det tar før halvparten av et stoff som er tatt opp av en organisme, er utskilt. Ulike stoffer har ulike halveringstider, dessuten er halveringstiden påvirket av en rekke faktorer som alder, sykdom og inntak av mat. For eksempel har opptak av vann en halveringstid på rundt 9 dager, men den kan variere mye avhengig av adferd og andre forhold. Skadelige stoffer som cesium har en halveringstid på cirka 70 dager, mens strontium hoper seg opp i beinvev og kan få en halveringstid på opptil 50 år.

Les mer om halveringstid i biologi.

Farmasi

I farmasi blir halveringstid brukt for den tiden som medgår før konsentrasjonen av et fremmed stoff i blodet er halvert.

Halveringstiden er for eksempel viktig for å kunne bedømme hvor lenge et legemiddel er virksom i kroppen. Tilsvarende er det av betydning å vite hvor lenge inntaket av et rusmiddel eller giftstoff oppholder seg kroppen.

Les mer om halveringstid i farmasi.

Effektiv halveringstid

Noen fysiske størrelser kan brytes ned av flere prosesser som virker samtidig. Eksempel på det er når radionuklider blir tatt opp i en organisme. Da vil nedbrytningen av nuklider i organismen skje både gjennom radioaktiv nedbrytning og biologisk nedbrytning i parallell. Det fører til en raskere nedbrytning med en halveringstid som omtales som effektiv halveringstid. Effektiv halveringstid er den tiden det tar før halvparten av radionuklidene er utskilt fra en organisme når vi tar hensyn til både den radioaktive og biologiske nedbrytningsprosessen. Når de to samvirkende prosessene har en halveringstid som er henholdsvis t₁ og t₂, blir den effektive halveringstiden T_½gitt av formelen:

\[\begin{equation}\frac{1}{T_{1/2}}=\frac{1}{t_{1}}+\frac{1}{t_{2}}\end{equation}\]

Tilsvarende med tre eller flere parallelt samvirkende prosesser:

\[\begin{equation}\frac{1}{T_{1/2}}=\frac{1}{t_{1}}+\frac{1}{t_{2}}+\frac{1}{t_{3}}+ \cdot\cdot\cdot\end{equation}\]

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

Fagansvarlig for Mål og vekt

Knut Hofstad