Calcula la cantidad de sustancia restante a lo largo del tiempo según la vida media de los isótopos radiactivos.
La vida media es el tiempo necesario para que una sustancia radiactiva se reduzca a la mitad de su cantidad inicial. Por ejemplo, el carbono-14 tiene una vida media de aproximadamente 5.730 años, lo que significa que después de 5.730 años solo queda la mitad de la cantidad original. Cada isótopo radiactivo tiene su propia vida media única, que es constante e invariable.
La cantidad restante se calcula mediante la fórmula N(t) = N₀ × (1/2)^(t/t₁/₂). Donde N(t) es la cantidad después del tiempo t, N₀ es la cantidad inicial, t es el tiempo transcurrido y t₁/₂ es la vida media. Por ejemplo, una sustancia con una cantidad inicial de 100g y una vida media de 10 días tendrá 50g después de 10 días, 25g después de 20 días y 12,5g después de 30 días.
En arqueología, la vida media del carbono-14 se utiliza para datar materiales orgánicos. Los organismos vivos absorben carbono-14, pero después de la muerte ya no lo absorben y solo se desintegra. Al medir la cantidad de carbono-14 restante, se puede estimar el momento de la muerte. Este método permite datar artefactos de hasta unos 50.000 años de antigüedad.
La medicina nuclear utiliza isótopos radiactivos como el yodo-131 (vida media de 8 días) y el tecnecio-99m (vida media de 6 horas) para diagnóstico y tratamiento. El yodo-131 utilizado en el tratamiento del cáncer de tiroides tiene una vida media adecuada que proporciona efectos terapéuticos mientras minimiza la exposición prolongada a la radiación. La dosis y el momento se determinan según la vida media.
Los diferentes isótopos radiactivos tienen vidas medias muy variables. Uranio-238: 4.500 millones de años, plutonio-239: 24.000 años, cesio-137: 30 años, yodo-131: 8 días, radón-222: 3,8 días, tecnecio-99m: 6 horas. Los isótopos de vida media corta se usan principalmente para diagnóstico médico, mientras que los de vida media larga se usan para datación geológica.
La gestión de los residuos radiactivos de las centrales nucleares está estrechamente relacionada con la vida media. El plutonio-239 tiene una vida media de 24.000 años, por lo que se necesitan alrededor de 10 vidas medias (aproximadamente 240.000 años) para alcanzar niveles seguros. Por esta razón, los residuos radiactivos de alta actividad deben almacenarse en las profundidades subterráneas durante largos períodos, y las estrategias de gestión de residuos que tengan en cuenta la vida media son esenciales.