半衰期

放射性物質的半衰期（half-life）是它的原子核有一半衰變掉所需的時間。日常畫面：想像一堆爆米花粒，每分鐘有一半爆開，無論你一開始有多少；一分鐘後剩一半，兩分鐘後剩四分之一，三分鐘後剩八分之一，依此類推。它回答的問題是：既然我們永遠無法預測某一顆原子核何時衰變，又怎能為整份樣本裝上一具可靠的時鐘？

精確地說，每過一個半衰期，原始物質剩下的量就減半。若一開始有 N_0 顆原子核，經過時間 t 後剩下的數目為 N = N_0 乘 (1/2)^(t / T)，其中 T 是半衰期。這是指數衰減：每一段時間損失的不是固定的量，而是固定的比例，所以物質永遠不會真正歸零，只是不斷減半。半衰期橫跨驚人的範圍，從極短的幾分之一秒到數十億年，每種同位素都有自己固定的值，任何化學或溫度都無法改變。

為什麼重要：半衰期使放射性定年成為可能——比較還剩多少母同位素，就能推知一塊岩石多久前形成、一棵樹多久前死去。它也決定了核廢料要多久才不再危險，以及醫學示蹤劑的施用時機該如何掌握。誠實的提醒：半衰期是關於大量原子核的統計陳述；對任一顆單獨的原子而言，半衰期只是它有 50% 機率已衰變的時刻，事實上它可能下一秒就衰變，也可能撐上很久。