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Halbwertszeit


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Viele Phänomene lassen sich mit einer Halbwertszeit beschreiben wenn eine prozentual konstante Abnahme exponentielle Abnahme ) festzustellen ist. Das bekannteste Beispiel hierfür die Halbwertszeit radioaktiver Isotope. Bei exponentiellem Wachstum man statt der Halbwertszeit von einer Verdoppelungsrate die der Halbwertszeit mit umgekehrtem Vorzeichen

Inhaltsverzeichnis

Zerfallsgesetz

In der allgemeinen Formel für negatives exponentielles Wachstum

<math>N = N_0 * e^{- \lambda

ist die Geschwindigkeit der Abnahme durch Zerfallskonstante (auch Zerfallsrate oder Abnahmerate ) λ bestimmt. Beim radioaktivem Zerfall sind beispielsweise nach der Zeit t sind von N 0 Ausgangskernen noch N übrig.

Die Halbwertszeit T 1/2 ist mit der Zerfallsrate verbunden über

λ·T 1/2 = ln(2)

λ = ln(2) / T 1/2

Radioaktive Halbwertszeit

Die physikalische Halbwertszeit ist in der Kernphysik diejenige Zeitspanne die statistisch gesehen verstreicht die Menge eines bestimmten radioaktiven Isotops auf die Hälfte gesunken ist d.h. in andere Atome umgewandelt hat. Für jedes ist die Halbwertszeit eine Konstante.

Die Anzahl der verbleibenden Kerne zu bestimmten Zeit ist durch das Zerfallsgesetz gegeben.

Halbwertszeiten für einige radioaktive Isotope:

  • Uran ( 238 U): 4 5 Mrd. Jahre
  • Kohlenstoff ( 14 C): 5730 Jahre
  • Radium ( 236 Ra): 1622 Jahre
  • Thorium ( 223 Th): 0 9 Sekunden

Abgeleitet von der Halbwertszeit spricht man von der Ganzwertszeit die die zehnfache HWZ ist. Genaugenommen die Abnahme der Aktivität 2 -10 = 1/1024 praktisch ist keine Strahlung anzunehmen.

Siehe auch: Lebensdauer (Elementarteilchen)

C-14 Methode

Wie funktioniert die C-14 Methode ? Das Isotop C-14 ist in einem Verhältnis in unserer Atmosphäre enthalten. Durch Einatmen durch Nahrungsaufnahme kommt es auch im Körper Lebewesen zu einem festen Verhältnis zwischen normalem und instabilem C-14. Wenn nun das Lebewesen Pflanzen) stirbt dann hört es logischerweise auf Atmen bzw. Nahrung aufzunehmen. Das hat zur dass der Anteil an C-14 immer geringer Anhand der radioaktiven Strahlung die von einem Lebewesen ausgeht kann man bestimmen wie viel des ursprünglichen C-14 Anteils noch vorhanden sind in der Folge den Tod des Lebewesens damit das Alter des Fundes bestimmen.

Ein Beispiel: Ein Stoff hat noch % des normalen Anteils von C14

t=t(0 5)*ln(0 9)/ln(2)=5730a*ln(0 9)/ln(2)=-870 98a

Die Probe ist also 870 98 alt

Biologische Halbwertszeit

Die biologische Halbwertszeit bezeichnet im speziellen die Zeitspanne t 1/2 in welcher der menschliche Körper die Hälfte der inkorporierten radioaktiven Stoffe wieder ausgeschieden hat. Allgemeiner sich die biologische Halbwertszeit auf alle Stoffe die in den menschlichen Körper gelangen.

Bibliometrische Halbwertszeiten

In der Bibliometrie lassen sich bei der Untersuchung von Publikationen verschiedene Halbwertszeiten feststellen. Brooks untersuchte als einer der ersten Halbwertszeiten diesem Gebiet.

Die Halbwertszeit von Literatur beträgt etwa 5 Jahre. Dies gilt für die Lektüre als auch die Anzahl Zitationen . Das heißt dass ein Werk durchschnittlich jedes Jahr um etwa 14% weniger aus einer Bibliothek entliehen oder zitiert wird als im (abgesehen von Klassikern und den neuesten Werken).

Die Halbwertszeit von Hyperlinks beträgt etwa 51 Monate. Das heißt nach einem Jahr etwa 15% aller Hyperlinks mehr gültig sind.



Bücher zum Thema Halbwertszeit

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