Emivita (fisica)

In ambito di fisica nucleare, l'emivita o tempo di dimezzamento è il periodo di tempo occorrente affinché una data quantità di un elemento radioattivo, o comunque di particelle soggette a decadimento, si riduca alla metà della quantità iniziale: trascorso questo lasso di tempo, metà degli atomi (o particelle) radioattivi inizialmente presenti saranno decaduti e metà resteranno ancora intatti.^[1]

Tale quantità, indicata con T_1/2, è un tempo caratteristico che dipende solo dalla natura della specie radioattiva e la caratterizza: per questo viene usata per descrivere la rapidità del processo di decadimento di quella specie. A tale scopo si può usare indifferentemente anche la vita media, indicata con la lettera greca τ, o con T_1/e, che è una quantità ad essa proporzionale (T_1/2 = τ · ln2)^[2] e corrisponde infatti al periodo richiesto perché un campione puro si riduca ad una quantità pari a 1/e di quella iniziale: circa il 36,8%; il suo inverso è la costante di decadimento, indicata con λ: λ = 1/τ.^[3]

L'emivita di qualsiasi specie radioattiva, atomica o particellare, non dipende dalla quantità iniziale,^[4][5] in quanto in natura il processo di decadimento è descritto dalla funzione matematica nota come andamento esponenziale negativo:^[6] si tratta cioè di una cinetica del primo ordine, che ricorre anche in chimica (leggi cinetiche del primo ordine) e in diversi altri ambiti delle scienze naturali.^[7]

L'emivita è un indice della stabilità di un isotopo: più breve è l'emivita, meno stabile è l'atomo. Il decadimento di un atomo viene detto spontaneo in quanto è un fenomeno che avviene naturalmente. Trattasi di un evento stocastico, per cui non si può predire quando un determinato atomo decadrà, ma è possibile determinare la probabilità di decadimento, di cui l'emivita è espressione.