HALBWERTSZEIT (HWZ)
Darunter versteht man die Zeit, in der die Radionuklide bis zur Hälfte ihres Ausgangswertes zerfallen sind. Der Zerfallsprozess verläuft kontinuierlich und kann weder durch Druck- oder Temperaturänderungen noch durch chemische Einflüsse verlangsamt oder beschleunigt werden.
Sinnbild: Von einem Atomkern abgestrahlte Energie.
Entstehungsgeschichte
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Sinnbild: Elektronen auf elliptischen Umlaufbahnen um einen Atomkern.
| Beispiel anhand des giftigsten Elementes Plutonium 239: |
|---|
| Das ursprünglich vorhandene Plutonium 239 hat eine physikalische HWZ (Tphys 1/2) 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 3,13 % nach 120.000 Jahren |
| In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass nach Angaben der Physikerin Helen Caldicott rein hypothetisch bereits 500 Gramm Plutonium 239, fein verteilt über den gesamten Erdball, ausreichen würden, um bei der gesamten Erdbevölkerung Lungenkrebs auszulösen. |
Halbwertszeiten von Radionukliden berechnen
| 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 |
Viele weitere Halbwertszeiten
Bundesgesetzblatt Teil I Nr. 8 vom 15.1.2024 (Tabelle 1, Spalte 1 und 15)
Die biologische HWZ (Tbiol½) ist der Zeitraum, in dem die über die Haut, die Luft oder die Nahrung aufgenommenen Stoffe vom Organismus durch Stoffwechselvorgänge bis zur Hälfte wieder ausgeschieden werden. Die Zeitspanne beträgt einige Tage bis mehrere Monate, für einzelne Nuklide auch Jahre. Die Kombination aus physikalischer und biologischer Halbwertszeit berücksichtigt neben dem Transport einer nicht radioaktiven Substanz durch den Körper auch deren Radioaktivität und wird als effektive Halbwertszeit (TTeff) angegeben.
| Teff = | Tbiol × Tphys |
| Tbiol + Tphys |
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Bei der historischen Altersbestimmung von Objekten macht man sich den radioaktiven Zerfall von Kohlenstoff 14 (physikalische HWZ 5.730 ±40 Jahre) zunutze.
Mit der Radiokohlenstoffdatierung, auch bekannt als C-14-Methode oder C-14-Datierung genannt, ist es möglich, das Alter organischer
Objekte von historischer Bedeutung wie Reliquien, Mumien, Gemälde oder Tier- und Pflanzenarten mit einer Messtoleranz von wenigen Jahren zu bestimmen.