Tempo di dimezzamento radioattivo — Fisica, 14–17 anni
Il tempo di dimezzamento descrive il ritmo regolare con cui un campione instabile perde metà dell’attività che gli rimane.
L’idea
Gli atomi radioattivi cambiano casualmente, quindi non possiamo prevedere quale singolo atomo decadrà dopo. In un campione grande, però, l’attività segue uno schema affidabile: dopo un tempo di dimezzamento resta metà dei nuclei instabili iniziali; dopo due ne resta un quarto. È il tempo di ogni dimezzamento.
Perché è importante
Gli scienziati avevano bisogno di descrivere il decadimento quando non si può prevedere ogni evento singolo. Contare i decadimenti in molti atomi ha rivelato uno schema statistico stabile, così il tempo di dimezzamento è diventato un orologio e un utile termine di confronto. Permette di stimare quanto materiale resta senza conoscere la storia di ogni atomo.
Esempio svolto
Un campione contiene inizialmente 80 g di una sostanza radioattiva con tempo di dimezzamento di 6 giorni. Dopo 6 giorni restano 40 g. Dopo 12 giorni resta metà di 40 g: 20 g. Dopo 18 giorni resta metà di 20 g: 10 g. A ogni passaggio la quantità presente si dimezza.
L’errore comune
Un errore comune è pensare che ogni tempo di dimezzamento elimini metà del campione iniziale. La frase sembra naturale, ma ogni dimezzamento elimina metà di ciò che resta, non metà della quantità di partenza. Perciò la sequenza è 100, 50, 25, 12,5, non 100, 50, 0.
Dove si usa
Il tempo di dimezzamento si usa nella diagnostica medica, dove un tracciante di breve durata può mostrare come funziona un organo mentre la sua attività diminuisce. Serve anche a datare alcune rocce e resti archeologici e a pianificare lo stoccaggio sicuro dei rifiuti radioattivi. Occorrono un isotopo adatto e misure accurate.
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