Halveringstid
Halveringstid er et mål for, hvor hurtigt et radioaktivt grundstof henfalder til andet grundstof. Halveringstiden siger noget om, hvor stabil en isotop er – men oftest anvender man halveringstiden til aldersbestemmelse.
Stabilitet
Et radioaktivt grundstof vil ved radioaktivt henfald med tiden blive omdannet til et nyt grundstof. For at bestemme, hvor hurtigt henfaldet foregår, kan man bestemme halveringstiden. Halveringstiden er den tid, der går, inden halvdelen af et radioaktivt grundstof er henfaldet til et nyt grundstof.
Fx findes plutonium hovedsageligt som isotopen plutonium-239, der har en halveringstid på 24.100 år. Hvis man har 1 kg plutonium-239, vil der efter 24.100 år være 500 gram plutonium tilbage. De øvrige 500 gram er imidlertid henfaldet til andre grundstoffer.
Bestemmelse af halveringstid
Halveringstid bestemmes ud fra eksperimentelle målinger. Man måler radioaktivitet med en geigertæller. Den første måling fortæller, hvor meget radioaktivt materiale man har til at starte med. Derefter måler man med faste tidsrum, hvor meget der er tilbage af det radioaktive grundstof.
Målingerne kan bruges til en graf, der viser mængden af det radioaktive grundstof som funktion af tiden. Halveringstiden bestemmes ved at se på to værdier for radioaktiviteten, hvor den ene er dobbelt så stor som den anden. Halveringstiden er tidsforskellen på de to målinger.
Fakta
Halveringstid:
Halveringstiderne er den tid der går før halvdelen af atomkernerne af en bestemt, ustabil isotop er henfaldet til et andet stof.
Halv stofmængde = halv radioaktivitet:
Når halvdelen af stoffet er omdannet, er radioaktiviteten også halveret - med mindre det nye stof også er radioaktivt.
Carbon-14
C-14 er en isotop af carbon, der har en halveringstid på 5.730 år. Den dannes som et henfaldsprodukt af N-14 og kosmisk stråling:
\[\small _0^1\textrm{n} + _{\phantom{1}7}^{14}\textrm{N} \rightarrow \phantom{.}\small _1^1\textrm{p} + _{\phantom{1}6}^{14}\textrm{C}\]
Forholdet mellem carbon-12 og carbon-14 er konstant i atmosfæren. Ved betahenfald kan C-14-kernen henfalde tilbage til en N-14-kerne:
\[\small _{\phantom{1}6}^{14}\textrm{C} \rightarrow \phantom{.}\small _{-1}^{\phantom{-}0}\textrm{e} + _{\phantom{1}7}^{14}\textrm{N}\]
Kulstof-14-metoden
Mens de er i live, optager levende organismer føde, der indeholder små mængder C-14. Når de dør, optager de ikke mere C-14, så derfor ændrer forholdet mellem C-12 og C-14 i organismen sig, efterhånden som C-14 henfalder. Ved at bruge halveringstiden for C-14 kan man regne ud, hvornår organismen døde.
Jo længere tid, der er gået, siden en organisme døde, desto mindre C-14 vil der altså være tilbage i kroppen.
Hvor nøjagtig er kulstof-14-metoden?
Kulstof-14-metoden er kun nøjagtig, hvis man skal datere ting, der er yngre end 60.000 år. Dette skyldes, at hvis ting er ældre, vil der være så lidt carbon-14 tilbage, at man ikke ville kunne måle det.
Kulstof-14-metoden vil også være unøjagtig efter 1940, fordi forøget afbrænding af fossile brændstoffer og anvendelse af atomvåben mm. har forøget mængden af C-14 i atomsfæren. Dette er med til at gøre målinger efter 1940 mere usikre.