HALBWERTSZEIT (HWZ)
Hierunter wird diejenige Zeitdauer verstanden, innerhalb der Radionuklide bis zur Hälfte des Anfangswertes zerfallen sind. Der Zerfallvorgang erfolgt kontinuierlich und kann weder durch Druck, Temperaturänderung oder chemische Beeinflussung verlangsamt oder beschleunigt werden.
Sinnbild: Von einem Atomkern abgestrahlte Energie.
Entstehungsgeschichte
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Sinnbild: 3 Elektronen auf elliptischen Umlaufbahnen um einen Atomkern.
| Beispiel anhand des giftigsten Elementes Plutonium 239: |
|---|
| Das ursprünglich vorhandene Plutonium 239 hat eine physikalische HWZ (Tphys½) von etwa 24.000 Jahren. |
| Es zerfällt auf … |
| 1/2 oder 50,0 % nach 24.000 Jahren |
| 1/4 oder 25,0 % nach 48.000 Jahren |
| 1/8 oder 12,5 % nach 72.000 Jahren |
| 1/16 oder 6,25 % nach 96.000 Jahren |
| 1/32 oder 3,12 % nach 120.000 Jahren |
| Hierzu sei bemerkt, dass nach Aussage der Physikerin Helen Caldicott rein hypothetisch gesehen, bereits 500 Gramm Plutonium 239 fein verteilt über den gesamten Erdball ausreichen würden, um bei der gesamten Erdbevölkerung Lungenkrebs hervorzurufen. |
| Halbwertszeiten (T½) einiger radioaktiver Isotope | |
|---|---|
| Helium (He-6) | 0,8 Sekunden |
| Wismut (Bi-214) | 19,9 Minuten |
| Fluor (F-18) | 109,7 Minuten |
| Xenon (Xe-135) | 9,1 Stunden |
| Natrium (Na-24) | 15 Stunden |
| Yttrium (Y-90) | 64,1 Stunden |
| Radon (Rn-222) | 3,82 Tage |
| Jod (I-131) | 8,02 Tage |
| Selen (Se-75) | 119,8 Tage |
| Kobalt (Co-60) | 5,27 Jahre |
| Krypton (Kr-85) | 10,7 Jahre |
| Wasserstoff (H-3) | 12,3 Jahre |
| Strontium (Sr-90) | 28,8 Jahre |
| Cäsium (Cs-137) | 30,1 Jahre |
| Plutonium (Pu-238) | 87,7 Jahre |
| Nickel (Ni-63) | 100,6 Jahre |
| Silicium (Si-32) | 153 Jahre |
| Radium (Ra-226) | 1.620 Jahre |
| Kohlenstoff (C-14) | 5.730 Jahre |
| Plutonium (Pu-239) | 24.110 Jahre |
| Uran (U-234) | 245.500 Jahre |
| Jod (I-129) | 15,7 Mio. Jahre |
| Uran (U-235) | 704 Mio. Jahre |
| Uran (U-238) | 4,47 Mrd. Jahre |
| Thorium (Th-232) | 14,1 Mrd. Jahre |
| Indium (In-115) | 400 Billionen Jahre |
Die biologische HWZ (Tbiol½) ist diejenige Zeit, in der vom Körper über die Haut, Luft oder Nahrung aufgenommene Stoffe vom Organismus durch Stoffwechselvorgänge bis zur Hälfte wieder ausgeschieden werden. Die Zeitspanne beträgt einige Tage bis mehrere Monate, bei einzelnen Nukliden auch Jahre.
Die Kombination aus physikalischer und biologischer Halbwertszeit berücksichtigt neben dem Transport einer nicht radioaktiven Substanz durch den Körper auch dessen Radioaktivität und wird als effektive Halbwertszeit (Teff) angegeben.
Teff = |
Tbiol × Tphys |
| Tbiol + Tphys |
Bei der historischen Altersbestimmung von Gegenständen macht man sich den radioaktiven Zerfall vom Kohlenstoff 14 (physikalische HWZ 5.730 ±40 Jahre) zunutze.
Mit der Radiokohlenstoffdatierung, auch bekannt als C-14-Methode oder C-14-Datierung, ist es möglich, das Alter von organischen
Gegenständen von historischer Bedeutung wie Reliquien, Mumien, Gemälden oder Tier- und Pflanzenarten bis auf eine Messtoleranz von wenigen Jahren zu bestimmen.