levetid

Den eksakte levetiden til en bestemt type partikkel kan ikke bestemmes nøyaktig. Ved en gitt tid etter at en partikkel har blitt skapt har partikkelen en viss sannsynlighet for å ha gått til grunne. Denne sannsynligheten kan beregnes via kvantemekanikk.

Et system som består av mange partikler av en bestemt type vil derfor fremvise forskjellig levetid for de ulike partiklene. Det er da nyttig å angi en gjennomsnittlig levetid for systemet, systemets middelliv eller middellevetid.

Man kan også angi et halvliv eller en halveringstid, som er den tiden det i gjennomsnitt tar for at antallet av en stor mengde like partikler skal bli halvert.

Disse betegnelsene brukes spesielt i forbindelse med radioaktivitet, desintegrasjon (henfall) av ustabile partikler og stråling fra eksiterte atomer og molekyler. Den underliggende matematiske antakelsen i beskrivelsen av levetiden til et system med mange partikler er at endringen i antallet partikler per tid er proporsjonal med antallet partikler som eksisterer på det tidspunktet.

Ut fra dette kan man vise at antallet ustabile partikler avtar eksponentielt etter formelen

N = N₀ · e^–λt

hvor N₀ er antall partikler ved tiden t= 0 og N er antall partikler ved et senere tidspunkt t, e er grunntallet i det naturlige logaritmesystemet og λ er en konstant som kalles desintegrasjonskonstanten, henfalls- eller omdanningskonstanten.

Middellivet τ = 1/λ er den tiden det tar for at antall partikler skal avta til 1/e = 0,368 ganger det opprinnelige antall.

Halveringstiden er tiden det tar før antallet partikler blir halvert, hvilket er lik 0,694 ganger middellivet.

• radioaktivitet
• kvantemekanikk
• desintegrasjonskonstant