O que é meia-vida
Núcleos instáveis se desintegram de forma aleatória, mas, em uma amostra com bilhões de átomos, o ritmo é muito regular: em um intervalo fixo, sempre metade do que existia decai. Esse intervalo é a meia-vida(T½). Ela não depende da quantidade de material, da temperatura ou da pressão; é uma característica de cada isótopo.
O mesmo raciocínio vale para outros decaimentos exponenciais, como a eliminação de um medicamento pelo organismo (meia-vida de eliminação), desde que o processo siga a mesma lei.
Fórmulas
N = N₀ × (1/2)t ÷ T½
- N₀: quantidade inicial (massa, atividade em becquerel, número de átomos ou porcentagem)
- N: quantidade que resta depois do tempo t
- t: tempo decorrido
- T½: meia-vida, na mesma unidade de tempo de t
Isolando cada termo:
T½ = t × ln 2 ÷ ln(N₀ ÷ N)
t = T½ × log₂(N₀ ÷ N)
N₀ = N × 2t ÷ T½
A constante de decaimento é λ = ln 2 ÷ T½ ≈ 0,693 ÷ T½, e a vida média é τ = 1 ÷ λ ≈ 1,443 × T½. Com λ, a mesma lei aparece na forma N = N₀ × e−λt.
Exemplos
Quanto resta depois de um tempo
Uma amostra tem 100 g de carbono-14 (T½ = 5.730 anos). Depois de 11.460 anos passaram 11.460 ÷ 5.730 = 2 meias-vidas, então restam 100 × (1/2)² = 25 g.
Descobrir a meia-vida
Um material medido em laboratório caiu de 1.000 para 300 unidades em 10 horas. Então T½ = 10 × 0,693147 ÷ ln(1.000 ÷ 300) = 6,93147 ÷ 1,20397 ≈ 5,76 horas.
Tempo para chegar a 1/8
Para 100 g de carbono-14 virarem 12,5 g é preciso cair à metade três vezes (100 → 50 → 25 → 12,5): 3 × 5.730 = 17.190 anos.
Quanto resta após cada meia-vida
| Meias-vidas | Fração restante | Percentual |
|---|---|---|
| 1 | 1/2 | 50% |
| 2 | 1/4 | 25% |
| 3 | 1/8 | 12,5% |
| 4 | 1/16 | 6,25% |
| 5 | 1/32 | 3,125% |
| 7 | 1/128 | ≈ 0,78% |
| 10 | 1/1.024 | ≈ 0,098% |
Meia-vida de isótopos conhecidos
| Isótopo | Meia-vida aproximada | Onde aparece |
|---|---|---|
| Flúor-18 | 109,8 minutos | Exames de PET-CT |
| Tecnécio-99m | 6,01 horas | Cintilografia (medicina nuclear) |
| Radônio-222 | 3,82 dias | Gás natural do solo e de rochas |
| Iodo-131 | 8,02 dias | Tratamento da tireoide |
| Cobalto-60 | 5,27 anos | Radioterapia e esterilização |
| Trítio (hidrogênio-3) | 12,32 anos | Relógios luminosos, pesquisa |
| Césio-137 | 30,08 anos | Acidente de Goiânia (1987), resíduos de reatores |
| Rádio-226 | 1.600 anos | Série do urânio |
| Carbono-14 | 5.730 anos | Datação de fósseis e objetos orgânicos |
| Plutônio-239 | 24.110 anos | Combustível e armas nucleares |
| Urânio-235 | 704 milhões de anos | Combustível de Angra 1 e 2 (enriquecido) |
| Urânio-238 | 4,47 bilhões de anos | Datação de rochas |
Exemplo brasileiro: o césio-137 do acidente de Goiânia, em 1987, passou por 39 ÷ 30,08 ≈ 1,3 meia-vida até 2026. Isso significa que cerca de 41% do material original ainda está ativo, e só após uns 300 anos (10 meias-vidas) restará menos de 0,1%.
Valores de meia-vida arredondados, para uso escolar. Para cálculos de proteção radiológica, dosimetria ou medicina nuclear, use os dados oficiais da CNEN e de tabelas nucleares atualizadas e siga um profissional habilitado.