Calcolatore del tempo di dimezzamento degli isotopi radioattivi
Con la formula del dimezzamento N = N0 × (1/2)^(t/T) potete ricavare una qualsiasi fra quantità residua, quantità iniziale, tempo trascorso e tempo di dimezzamento a partire dalle altre tre.
Tempi di dimezzamento di alcuni isotopi radioattivi
| Isotopo | Tempo di dimezzamento | Impieghi e caratteristiche |
|---|---|---|
| Carbonio 14 (¹⁴C) | Circa 5.730 anni | Usato nella datazione al radiocarbonio |
| Iodio 131 (¹³¹I) | Circa 8 giorni | Usato in medicina nucleare per la diagnosi e la cura delle malattie della tiroide |
| Cobalto 60 (⁶⁰Co) | Circa 5,27 anni | Usato nella radioterapia oncologica e nei controlli non distruttivi in ambito industriale |
| Uranio 235 (²³⁵U) | Circa 700 milioni di anni | Materiale fissile per le centrali nucleari e le armi atomiche |
| Uranio 238 (²³⁸U) | Circa 4,47 miliardi di anni | Datazione della Terra e delle rocce con il metodo uranio-piombo |
| Plutonio 239 (²³⁹Pu) | Circa 24.100 anni | Materiale fissile per le centrali nucleari e le armi atomiche |
| Potassio 40 (⁴⁰K) | Circa 1,25 miliardi di anni | Datazione geologica con il metodo potassio-argon |
Consigli per l'uso
- Tempo trascorso e tempo di dimezzamento devono avere la stessa unità, entrambi in giorni oppure entrambi in anni: con unità diverse il risultato non è corretto.
- Scegliendo di calcolare la quantità residua e inserendo quantità iniziale, tempo di dimezzamento e tempo trascorso, saprete quanta sostanza non è ancora decaduta.
- La modalità che calcola il tempo di dimezzamento è comoda per ricavarlo a ritroso da dati sperimentali o da osservazioni, quando si conosce la quantità residua a un dato momento.
- La tabella qui sotto vi aiuta a farvi un'idea dell'ordine di grandezza dei tempi di dimezzamento degli isotopi più noti, a partire dal carbonio 14 usato nelle datazioni.
Domande frequenti
A proposito — perché il decadimento radioattivo funziona come un orologio
La ragione principale per cui il decadimento radioattivo è considerato affidabile come orologio nelle datazioni è che il tempo di dimezzamento non risente affatto delle condizioni esterne — temperatura, pressione, legami chimici — e procede sempre alla stessa velocità. È una stabilità tipica dei fenomeni fisici interni al nucleo, in netto contrasto con la velocità delle reazioni chimiche, che cambia molto con la temperatura.
La datazione al radiocarbonio fu messa a punto nel 1949 dal chimico statunitense Willard Libby, che per questo risultato ricevette il premio Nobel per la chimica nel 1960. Il suo metodo rivoluzionò l'archeologia: le età dei siti, fino ad allora stimate solo in modo relativo dagli strati e dai tratti culturali, poterono finalmente essere espresse con un valore numerico diretto.
La tecnica ha però dei limiti. La concentrazione atmosferica di carbonio 14 varia leggermente con l'attività solare e ha risentito degli esperimenti nucleari, quindi per ottenere date precise occorre applicare curve di calibrazione ricavate, fra l'altro, dalla dendrocronologia. Inoltre, con un tempo di dimezzamento relativamente breve, il carbonio 14 non è adatto a campioni più vecchi di qualche decina di migliaia di anni: per epoche più remote si ricorre a isotopi dal decadimento più lento, come le serie dell'uranio o il metodo potassio-argon.