Czas połowicznego rozpadu

Jednym z bardziej istotnych parametrów charakteryzujących izotopy promieniotwórcze jest czas połowicznego rozpadu (okres półrozpadu, okres połowicznego zaniku, halflife, t 1/2 etc.). Oznacza on czas, po którym połowa jąder atomów pierwiastka promieniotwórczego ulegnie rozpadowi. Rozpad promieniotwórczy ma charakter statystyczny, a jego szybkość zależy od tzw. stałej rozpadu, różnej dla poszczególnych izotopów.

Czas półrozpadu może wynosić ułamki milisekund, jak w przypadku najcięższych, syntetycznych pierwiastków transuranowych, a może wynosić tysiące i miliony lat. W przypadku niektórych pierwiastków, czas półrozpadu jest tak długi, że przyjmuje się, że są one trwałe. 

Oprócz fizycznego czasu półrozpadu, który nie zależy od warunków zewnętrznych (temperatura, ciśnienie, atmosfera, katalizatory), istnieje też czas biologicznego półtwania, określający prędkość wydalania danego izotopu z organizmu. W przypadku np. cezu-137 jest on szybszy, gdyż cez gromadzi się w mięśniach (powinowactwo do potasu), skąd jest szybciej wypłukiwany niż np. powinowaty do wapnia stront-90, lokujący się w kościach. 

Przyjęło się, że po 10 okresach półrozpadu można uznać, że cały izotop uległ rozpadowi - jego zawartość spadnie do 0,097%. A teraz sprawdźmy to, mnożąc przez 10 podane niżej przykłady najczęściej spotykanych izotopów:

• bizmut Bi-214 - 20 minut, powstaje w atmosferze jako produkt rozpadu radonu-222
• itr Y-90 - 64.4 godziny, produkt rozpadu strontu-90
• radon Rn-222 - 3.82 dnia, piwnice, kopalnie, wydzielany przy rozpadzie Ra-226
• jod I-131 - 8 dni, diagnostyka izotopowa, radioterapia, skażenie po wybuchach nuklearnych
• iryd Ir-192, 74 dni, defektoskopia
• polon Po-210 - 138 dni, dym papierosowy, antystatyczne szczoteczki do winyli, szkolne spintaryskopy
• kobalt Co-60 - 5.7 lat, źródła kontrolne, czujniki przemysłowe, naświetlania medyczne
• tryt H-3 - 12.33 lat, współczesne świecące zegarki, kompasy i celowniki do broni wojskowej
• stront Sr-90 - 28 lat, lotnicze czujniki oblodzenia, źródła kalibracyjne, skażenie po wybuchach nuklearnych
• cez Cs-137 - 30 lat, odgromniki iskrowe, źródła kalibracyjne, skażenie po wybuchach nuklearnych
• ameryk Am-241 - 432,2 lat - jonizacyjne czujki dymu
• rad Ra-226 - 1599 lat, stare świecące zegarki, kompasy i wskaźniki lotnicze, igły do brachyterapii
• węgiel C-14 - 5730 lat, powstaje w atmosferze pod wpływem promieniowania kosmicznego
• pluton Pu-239 - 24 tys. lat, bomby jądrowe, stare czujki dymu, generatory termoelektryczne
• uran U-235 - 700 mln lat, paliwo jądrowe 
• potas K-40 - 1.2 mld lat, wszystkie związki potasu (nawozy, żywność)
• uran U-238 - 4.5 mld lat, uran naturalny, szkło i ceramika uranowa
• tor Th-232 - 14 mld lat, siatki żarowe do lamp gazowych, elektrody spawalnicze, obiektywy fotograficzne, "zdrowotne" medaliony Quantum Pendant