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半減期とは何ですか？
半減期（Half-life）は、放射性物質の量が最初の半分に減少するのにかかる時間です。例えば、炭素-14の半減期は約5,730年で、5,730年経過すると最初の量の半分だけが残ります。各放射性同位体は固有の半減期を持ち、これは一定で変化しません。
☢️ 半減期計算機
放射性同位体の半減期に基づいて、時間経過に伴い残存する物質量を計算します。
残存物質量
—
崩壊率 —
経過した半減期数 —
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半減期計算式
残存物質量はN(t) = N₀ × (1/2)^(t/t₁/₂)の式で計算されます。ここでN(t)は時間t後の量、N₀は初期量、tは経過時間、t₁/₂は半減期です。例えば、初期量100g、半減期10日の物質は10日後50g、20日後25g、30日後12.5gが残ります。
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放射性炭素年代測定
考古学では炭素-14の半減期を利用して有機物の年代を測定します。生物が生きている間は炭素-14を吸収しますが、死ぬとそれ以上吸収せず崩壊だけが進行します。残存する炭素-14の量を測定して死亡時期を推定でき、約5万年前までの遺物年代を測定できます。
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医学における半減期の活用
核医学ではヨウ素-131（半減期8日）、テクネチウム-99m（半減期6時間）などの放射性同位体を診断と治療に使用します。甲状腺がん治療に使用されるヨウ素-131は適切な半減期により治療効果を出しながら長期的な放射線被曝を最小化します。半減期を考慮して投与量と時期を決定します。
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様々な同位体の半減期
放射性同位体ごとに半減期が大きく異なります。ウラン-238は45億年、プルトニウム-239は24,000年、セシウム-137は30年、ヨウ素-131は8日、ラドン-222は3.8日、テクネチウム-99mは6時間などです。半減期が短い同位体は医療診断に、長い同位体は地質学的年代測定に主に使用されます。
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放射性廃棄物と半減期
原子力発電所で発生する放射性廃棄物の処理は半減期と密接に関連しています。プルトニウム-239は半減期が24,000年なので、10回の半減期（約24万年）が経過しないと安全レベルに下がりません。このため高レベル放射性廃棄物は地下深くに長期保管する必要があり、半減期を考慮した廃棄物管理戦略が不可欠です。
よくある質問
半減期の計算式は何ですか？
残存量は N(t) = N₀ × (1/2)^(t/t½) の式で計算されます。初期量、半減期、経過時間を入力すると、現在残っている物質量と崩壊率がすぐに分かります。
経過時間と半減期の時間単位が違う場合はどうすればいいですか？
計算機では時間単位（秒・分・時間・日・年）を選択できます。半減期と経過時間を同じ単位に揃えて入力するか、単位を変換してから入力してください。単位が一致しないと結果が不正確になります。
「経過した半減期の数」とは何を意味しますか？
経過時間を半減期で割った値で、物質が何回の半減を経たかを示します。例えばこの値が2であれば、2回の半減期を経て元の量の1/4だけが残っていることを意味します。
経過時間が半減期より非常に長いと残存量は0になりますか？
理論上は完全に0にはならず、時間が経つほど指数関数的に非常に小さくなるだけです。半減期を10回以上経ると、残存量は初期値の約0.1%未満となり実質的に無視できるレベルになります。
この計算機はどのような分野で使われますか？
炭素14を用いた考古学の年代測定、ヨウ素131やテクネチウム99mなどを使う核医学診断、放射性廃棄物の管理計画など、半減期に関わる様々な物理学・化学・医学の計算に活用できます。