Vad är halveringstid?

Halveringstid är den tid det tar för hälften av de radioaktiva atomkärnorna i ett prov att sönderfalla. Efter en halveringstid finns hälften av de ursprungliga kärnorna kvar, efter två halveringstider en fjärdedel och efter tre en åttondel. Varje radioaktiv isotop har en egen, fast halveringstid som inte påverkas av yttre förhållanden som temperatur eller tryck.

Hur det fungerar

En radioaktiv isotop har en instabil atomkärna. Kärnan omvandlas spontant till en annan kärna och sänder samtidigt ut joniserande strålning. Processen kallas radioaktivt sönderfall.

I ett prov med många radioaktiva kärnor sönderfaller en viss andel per tidsenhet. Eftersom andelen är konstant minskar mängden snabbt i början och sedan allt långsammare. Mängden halveras för varje halveringstid, och samma sak gäller den strålning som provet avger.

Halveringstiderna varierar mycket mellan olika isotoper:

Isotop	Halveringstid	Användning eller förekomst
Radon-222	3,8 dagar	Radioaktiv gas som bildas i berggrunden och kan samlas i bostäder
Jod-131	Cirka 8 dagar	Undersökning och behandling av sköldkörteln
Kol-14	Cirka 5 700 år	Åldersbestämning av organiskt material

Ett exempel

Ett prov innehåller 80 gram jod-131, som har en halveringstid på cirka åtta dagar. Efter åtta dagar återstår 40 gram, efter 16 dagar 20 gram och efter 24 dagar 10 gram. Mängden halveras alltså för varje period om åtta dagar.

Den korta halveringstiden är en förutsättning för att jod-131 ska kunna användas i sjukvården. Sköldkörteln tar upp jod, så radioaktivt jod samlas där och kan användas för att undersöka eller behandla den. Eftersom halveringstiden är kort avtar strålningen i kroppen inom några veckor.

Kol-14 används på motsatt sätt. Levande organismer tar upp kol-14 från atmosfären. När organismen dör upphör upptaget, och andelen kol-14 minskar med halveringstiden. Genom att mäta hur stor andel som återstår kan åldern på organiskt material bestämmas, upp till omkring 50 000 år.

Vanliga missförstånd

Att allt har sönderfallit efter två halveringstider. Efter en halveringstid återstår hälften, och efter nästa halveringstid återstår hälften av den hälften, alltså en fjärdedel. Mängden blir aldrig noll genom att en halveringstid läggs till en annan, utan minskar med hälften varje gång.

Att halveringstiden kan påverkas. Radioaktivt sönderfall påverkas inte av värme, tryck eller kemiska reaktioner. Halveringstiden är en egenskap hos isotopen.

Att lång halveringstid betyder farligare strålning. En isotop med kort halveringstid sönderfaller snabbare och avger därför mer strålning per tidsenhet, men under kortare tid. En isotop med lång halveringstid avger mindre strålning per tidsenhet men under mycket lång tid. Vilken som innebär störst risk beror på mängd, strålningstyp och hur länge och på vilket sätt man exponeras.

Var det ingår i kursen

Halveringstid ingår i det centrala innehållet om materiens uppkomst och kretslopp, och används i frågor om strålning, hälsa och energi. Uppgifter handlar ofta om att räkna ut hur mycket som återstår efter en viss tid, eller om att förklara varför en viss isotop passar för ett visst ändamål.

På E-nivå räcker det att beskriva vad halveringstid är och räkna ut hur mycket som återstår efter ett helt antal halveringstider. På C-nivå förklaras hur halveringstiden används, till exempel vid åldersbestämning med kol-14. På A-nivå används begreppet i resonemang om nytta och risk, till exempel varför använt kärnbränsle måste förvaras säkert under mycket lång tid.

Vidare läsning

Radioaktivt sönderfall, halveringstid, strålskydd och kärnkraft behandlas i delkapitel 2.4 i Kompendias läromedel för Naturkunskap nivå 2.