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半衰期
本詞條是多義詞，共2個義項
半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時間
半衰期（Half-life）是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時所需要的時間。隨著放射的不斷進行，放射強度將按指數(shù)曲線下降，放射性強度達到原值一半所需要的時間叫做同位素的半衰期。放射性元素的半衰期長短差別很大，短的遠小于一秒，長的可達數(shù)百億年。
物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、文獻學(xué)等不同領(lǐng)域，半衰期的概念各不相同。譬如，醫(yī)學(xué)中，半衰期指藥物在生物體內(nèi)濃度下降一半所需要的時間。文獻學(xué)中，期刊“被引半衰期”指：該期刊在統(tǒng)計當年被引用的全部次數(shù)中，較新一半的引用數(shù)是在多長一段時間內(nèi)累計達到的。
定義
半衰期，英文名half-life;radioactivehalf-life。
一定量的放射性物質(zhì)在單位時間內(nèi)自發(fā)地發(fā)生衰變的次數(shù)，稱作該放射性物質(zhì)的活度。放射性核素的活度減少至原有值的一半所需的時間，稱為半衰期，符號為
。換言之，半衰期是指某個樣品中一半的原子核發(fā)生衰變所需的時間。
不同領(lǐng)域
物理學(xué)
物理學(xué)上，一個放射性同位素的半衰期是指一個樣本內(nèi)，其放射性原子衰變至原來數(shù)量的一半所需的時間。半衰期越短，代表其原子越不穩(wěn)定，每顆原子發(fā)生衰變的機會率也越高。由于一個原子的衰變是自然地發(fā)生，即不能預(yù)知何時會發(fā)生，因此會以機會率來表示。每顆原子衰變的機率大致相同，做實驗的時候，會使用千千萬萬的原子。
從統(tǒng)計意義上講，半衰期是指一個時間段T，在T這段時間內(nèi)，一種元素的一種不穩(wěn)定同位素原子發(fā)生衰變的概率為50%?！?0%的概率”是一個統(tǒng)計概念，僅對大量重復(fù)事件有意義。當原子數(shù)量“巨大”時，在T時間內(nèi)，將會有50%的原子發(fā)生衰變，從數(shù)量上講就是有“一半的原子”發(fā)生衰變。在下一個T時間內(nèi)，剩下未衰變的原子又會有50%發(fā)生衰變，以此類推。但當原子的個數(shù)不再“巨大”時，例如只剩下20個原子還未衰變時，那么“50%的概率”將不再有意義，這時，經(jīng)過T時間后，發(fā)生衰變的原子個數(shù)不一定是10個。
化學(xué)
只有符合一級動力學(xué)的化學(xué)反應(yīng)才具有穩(wěn)定的半衰期數(shù)據(jù)，與核衰變不同的是，化學(xué)反應(yīng)的半衰期數(shù)據(jù)并非一成不變，而是會受到溫度因素的影響，對于一般的反應(yīng)，當溫度上升時，反應(yīng)速率常數(shù)會升高，半衰期會相應(yīng)縮短，反之則會延長。對于一些反應(yīng)，確定反應(yīng)的半衰期與溫度的關(guān)系，會有助于預(yù)測反應(yīng)機理。
非一級動力學(xué)反應(yīng)的半衰期會隨著起始狀態(tài)的變化而發(fā)生變化，隨時檢測反應(yīng)體系濃度的變化可以了解半衰期與起始狀態(tài)之間的聯(lián)系，從而了解一個化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)和表觀速率常數(shù)。
醫(yī)學(xué)
在藥代動力學(xué)中，藥物在體內(nèi)的代謝過程按一級動力學(xué)過程進行，故而藥物在體內(nèi)也存在相對穩(wěn)定的半衰期，稱作藥物消除半衰期或血漿半衰期，其具體定義是藥物在生物體內(nèi)濃度下降一半所需要的時間。與核衰變以及化學(xué)反應(yīng)的半衰期不同，藥物在體內(nèi)代謝的半衰期受到較多因素的影響，不僅不同藥物在同一個體的消除半衰期不同，而且同一種藥物對于不同個體的消除半衰期也各不相同。甚至同一藥物對于同一個體，消除半衰期也會隨身體狀況和用藥情況而發(fā)生波動，影響半衰期長短的主要因素是人體內(nèi)負責(zé)代謝藥物的肝藥酶系統(tǒng)活性。準確掌握個體對特定藥物的消除半衰期，可以有針對性地設(shè)計給藥方案，實現(xiàn)個體化給藥。
除了消除半衰期，還有以藥物生理活性為判據(jù)的生物半衰期即藥物的生物效應(yīng)下降一半所消耗的時間。這一數(shù)據(jù)受到更多因素的影響，當藥物活性與血藥濃度線性相關(guān)時，生物半衰期與消除半衰期直接相關(guān)，當活性濃度關(guān)系較為復(fù)雜時，生物半衰期常會顯示出異常行為。
除了藥物代謝過程，控釋制劑的釋放以及一些藥物的吸收過程也遵循一級反應(yīng)動力學(xué)，因此這些過程的半衰期也是非常重要的藥代動力學(xué)數(shù)據(jù)。
計算公式
式中，M為反應(yīng)前原子核質(zhì)量，m為反應(yīng)后原子核質(zhì)量，t為反應(yīng)時間，T為半衰期。
部分原子半衰期
原子名稱 半衰期
釙（Po）215：0.0018秒
鍶（Sr）90：30年
釙（Po）216：0.16秒
銫（Cs）137：30年
鉍（Bi）212：1小時
鐳（Ra）226：1620年
鈉（Na）24：15小時
碳（C）14：5730年
碘（I）131：8天
钚（Pu）239：24000年
磷（P）32：14天
氯（Cl）36：400000年
鐵（Fe）59：90天
鈾（U）235：7.1億年
釙（Po）210：3月
鉀（K）40：13億年
鈷（Co）60：5年
鈾（U）238：45億年
氚（H3）：12年
應(yīng)該注意的是，并非經(jīng)過兩個半衰期，所有輻射都將消失。放射性是一種概率現(xiàn)象，每經(jīng)過一個半衰期，初始原子會消失50%，即輻射的危險會降低一半，但還能延續(xù)很多個半衰期。只要還有最后一個原子沒衰變，放射性就不可能完全消失。不過通常來說，在經(jīng)過30個半衰期后，輻射已減至原來的十億分之一，基本無法被探測到，也就沒有危害了。半衰期也不是一定的，如碘的半衰期為8天，并不是說碘一過8天，原子數(shù)量就會減少50%，半衰期只是一種平均現(xiàn)象。
愛因斯坦定律
動力學(xué)
半衰期次數(shù) | 剩余的量 |
0 | 100% |
1 | 50% |
2 | 25% |
3 | 12.5% |
4 | 6.25% |
展開表格
人們通常最關(guān)注的是一級動力學(xué)反應(yīng)的半衰期。所謂一級動力學(xué)反應(yīng)是指反應(yīng)速率與體系中反應(yīng)物含量的一次方成正比的反應(yīng)。體系中反應(yīng)物的量隨時間變化的公式：
實際上，不只一級動力學(xué)反應(yīng)有半衰期，其他動力學(xué)性質(zhì)的反應(yīng)也有半衰期，但是這些反應(yīng)的半衰期的數(shù)值都與體系的初始狀態(tài)相關(guān)，因而通常不是考查反應(yīng)動力學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)。
對于一個n級反應(yīng)，半衰期的表達式為：
，其中，n為反應(yīng)級數(shù)。
藥理
藥物的半衰期一般指藥物在血漿中最高濃度降低一半所需的時間。例如一個藥物的半衰期（一般用表示）為6小時，那么過了6小時血藥物濃度為最高值的一半；再過6小時又減去一半；再過6小時又減去一半，血中濃度僅為最高濃度的1/8。
藥物的半衰期反映了藥物在體內(nèi)消除（排泄、生物轉(zhuǎn)化及儲存等）的速度，表示了藥物在體內(nèi)的時間與血藥濃度間的關(guān)系，它是決定給藥劑量、次數(shù)的主要依據(jù)，半衰期長的藥物說明它在體內(nèi)消除慢，給藥的間隔時間就長；反之亦然。消除快的藥物，如給藥間隔時間太長，血藥濃度太低，達不到治療效果。消除慢的藥物，如用藥過于頻敏，易在體內(nèi)蓄積引起中毒。
每一種藥物的半衰期各不一樣；即使是同一種藥物對于不同的個體其半衰期也不完全一樣；成人與兒童、老人、孕婦，健康人與病人，藥物半衰期也會有所不同。通常所指的藥物半衰期是一個平均數(shù)。肝腎功能不全的病人，藥物消除速度慢，半衰期便會相對延長。如仍按原規(guī)定給藥，有引起中毒的危險，這點必須特別注意。
根據(jù)半衰期的長短給藥，可以保證血藥濃度維持在最適宜的治療濃度而又不致引起毒性反應(yīng)。常用的適宜方案是首次給以全負荷劑量，然后根據(jù)藥物半衰期間隔一定時間，再給以首次劑量的一半。例如磺胺嘧啶1克能在血中產(chǎn)生有效濃度，其半衰期為17小時，因此適宜方案是每日服兩次，首劑2克，以后1克一次。
但對一些半衰期過短或過長的藥物，如仍按半衰期給藥，前者可能給藥次數(shù)太頻；而后者血藥濃度波動較大，甚或由于間隔時間太長，易于遺忘給藥。
鑒于上述情況，對于素性不大的藥物，如半衰期過短，可以加大首次劑量，使其在間隔時間末段仍保持有效劑量。倘若藥物的治療指數(shù)小，半衰期又短，如去甲腎上腺素，一次注射僅維持幾分鐘，就必須采用靜脈滴注法給藥。倘若某藥物的半衰期大大超過24小時，則可采用首次劑量和每天服用維持量的方案。維持量的大小可以根據(jù)該藥首次劑量、每天給藥量和該藥的半衰期運用公式計算而得。
經(jīng)濟學(xué)
在迪基-福勒檢驗（Dickey-Fuller test）統(tǒng)計學(xué)實驗中，真實匯率比率的回歸方程為
，半衰期（HALF-LIFE）常常作為衡量實際匯率受到影響變化后調(diào)節(jié)到新平衡點的過程時間。
例如
=0.99，問半衰期多久？
計算方法為
,可以算出T=69，即實際匯率需要69個月來調(diào)節(jié)。
被引半衰期
期刊“被引半衰期”：指該期刊在統(tǒng)計當年被引用的全部次數(shù)中，較新一半的引用數(shù)是在多長一段時間內(nèi)累計達到的。
參考資料
[1]
劉伙玉 . 基于CNKI的圖書、情報學(xué)與檔案學(xué)學(xué)科文獻半衰期分析 : 《圖書與情報》 ，2015-01
[2]
半衰期概念淺析 · 武漢大學(xué)研究生網(wǎng)[引用日期2021-09-30]
半衰期相關(guān)的文章
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作者
