Il tempo di dimezzamento e la sua applicazione sono molto importanti in chimica. Il decadimento nucleare si può verificare in un lasso di tempo prolungato, di conseguenza, si preferisce utilizzare il tempo di dimezzamento. Tale tempo rappresenta il lasso di tempo necessario affinché la quantità iniziale di una sostanza si riduca della metà.
Supponiamo di partire da una quantità iniziale A0. Man mano che la reazione procede, tale quantità decresce in modo esponenziale nel tempo. Calcolando matematicamente, si ottiene la seguente formulazione per la quantità finale: quantità finale = quantità iniziale ( ½ ) numero di emivite.
Ecco alcuni esempi di applicazione della formula del tempo di dimezzamento:
1) Il tempo di dimezzamento dello zinco è di 2.4 minuti. Calcoliamo la massa di zinco che rimane dopo 7.2 minuti partendo da 100.0 g di zinco. Applicando la formula otteniamo che la quantità finale è di 12.5 g.
2) Per l’isotopo dell’uranio 238, con un tempo di emivita di 4.46 ∙ 10^9 anni, e partendo da 2.00 g di uranio con un tempo trascorso di 2.5 ∙ 10^9 anni, la quantità finale risulta essere di 1.36 g.
3) Sapendo che il tempo di emivita del tungsteno è di 23.9 ore e partendo da 10.0 g, dopo un giorno rimarrebbe una massa di 5.0 g.
4) Se il tempo di emivita del trizio è di 12.26 anni e deve perdere il 75% della sua radioattività, sono necessarie 2 emivite, quindi il tempo necessario è di 24.52 anni.
5) Per l’iodio 131 con tempo di emivita di 8.040 giorni e partendo da 40.0 g di iodio, calcolando la quantità dopo 24.0 giorni si ottiene un valore di 5.05 g.
6) Partendo da 2.97 ∙10^22 atomi di molibdeno 99 con un tempo di emivita di 65.94 ore, dopo una settimana rimarrebbero 5.08 ∙ 10^21 atomi.
7) Considerando il fosforo 32 che decade del 5% al giorno e partendo da 20.0 g di fosforo 32, il tempo affinché la sua quantità si dimezzi è di 324 ore.
8) Una miscela di isotopi radioattivi contiene due diversi nuclidi A e B. Se la miscela ha inizialmente una composizione 1:1 e calcolando il rapporto A:B dopo 18 ore, con un tempo di emivita di A pari a 3 ore e di B pari a 6 ore, si ottiene un rapporto finale di 1:8.
