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Halbwertszeitrechner

Löse Halbwertszeit-Aufgaben in jede Richtung: wie viel nach einer bestimmten Zeit übrig ist, wie viel am Anfang da war, wie lange ein Zerfall dauert oder wie groß die Halbwertszeit ist. Gib Mengen in beliebiger Einheit und Zeiten von Sekunden bis Jahren ein; die Antwort zeigt auch die Zahl der vergangenen Halbwertszeiten und die mittlere Lebensdauer.

Schnellbeispiele

Beliebige Einheit – Gramm, mg, Atome, Becquerel –, solange beide Mengen dieselbe verwenden.

Kohlenstoff-14: 5.730 Jahre. Jod-131: 8,02 Tage.

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Ergebnis88,61 (88,61% des Anfangswerts)
Restmenge
88,6062
Anfangsmenge
100
Verbleibender Anteil
88,6062%
Vergangene Halbwertszeiten
0,1745
Vergangene Zeit
1.000 yr
Halbwertszeit
5.730 yr
Mittlere Lebensdauer (τ = T ÷ ln 2)
8.266,64 yr

Gespeicherte Eingaben

Speichere Eingaben, die du öfter brauchst – deinen üblichen Stundensatz, deinen Kredit, die Maße deiner Zimmer – und lade sie mit einem Tipp wieder.

    Deine letzten Berechnungen

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      Formel

      Restmenge: N = N₀ × (½)^(t ÷ T)
      Anfangsmenge: N₀ = N × 2^(t ÷ T)
      Vergangene Zeit: t = T × log₂(N₀ ÷ N)
      Halbwertszeit: T = t ÷ log₂(N₀ ÷ N)
      Zerfallskonstante: λ = ln 2 ÷ T; mittlere Lebensdauer: τ = T ÷ ln 2 ≈ 1,4427 × T

      So geht’s

      1. Wähle, wonach du auflösen willst.
      2. Gib die Mengen in derselben Einheit ein, egal in welcher – Gramm, Milligramm, Atome oder Becquerel.
      3. Gib die Zeiten ein und wähle für jede eine Einheit; sie müssen nicht übereinstimmen.
      4. Lies die Antwort und die Zahl der Halbwertszeiten ab und vergleiche sie mit der Tabelle der Halbierungen unten.

      Rechenbeispiele

      100 g Kohlenstoff-14 nach 1.000 Jahren: N = 100 × (½)^(1.000 ÷ 5.730)

      Ergebnis
      88,61 (88,61% des Anfangswerts)
      Restmenge
      88,6062
      Vergangene Halbwertszeiten
      0,1745
      Mittlere Lebensdauer (τ = T ÷ ln 2)
      8.266,64 yr

      Wie lange, bis Kohlenstoff-14 von 100 auf 25 fällt? log₂(100 ÷ 25) = 2 Halbwertszeiten

      Ergebnis
      11.460 Jahre
      Vergangene Zeit
      11.460 yr
      Vergangene Halbwertszeiten
      2
      Verbleibender Anteil
      25%

      50 mCi Jod-131 (Halbwertszeit 8,02 Tage) nach 20 Tagen

      Ergebnis
      8,877 (17,75% des Anfangswerts)
      Restmenge
      8,8771

      80 g zerfallen in 24 Stunden auf 10 g – dreimal halbiert, die Halbwertszeit beträgt also 8 Stunden

      Ergebnis
      8 Stunden
      Halbwertszeit
      0,0009126 yr
      Vergangene Halbwertszeiten
      3

      Anfangsmenge, wenn nach 17.190 Jahren Zerfall von Kohlenstoff-14 (3 Halbwertszeiten) noch 12,5 g übrig sind

      Ergebnis
      100
      Anfangsmenge
      100

      200 mg Koffein nach 12 Stunden, bei einer Halbwertszeit von 5 Stunden

      Ergebnis
      37,89 (18,95% des Anfangswerts)
      Restmenge
      37,8929

      Halbierungen auf einen Blick

      Nach 1 Halbwertszeit bleiben 50 % übrig, nach 2 25 %, nach 3 12,5 %, nach 4 6,25 %, nach 5 3,125 %, nach 7 etwa 0,78 % und nach 10 etwa 0,098 %. Ist die Zeit eine ganze Zahl von Halbwertszeiten, kannst du das Ergebnis im Kopf überprüfen.

      Häufige Halbwertszeiten

      Kohlenstoff-14: 5.730 Jahre, der Wert, der in den meisten Lehrbuchaufgaben zur Datierung verwendet wird. Veröffentlichte Radiokarbonalter werden aus Konvention weiterhin mit der älteren Libby-Halbwertszeit von 5.568 Jahren angegeben und dann kalibriert, weshalb Labordaten von dieser einfachen Rechnung abweichen. Jod-131: 8,02 Tage. Uran-238: etwa 4,47 Milliarden Jahre.

      Die Idee gilt auch jenseits der Radioaktivität: Der Körper baut viele Medikamente mit einer ungefähr konstanten Halbwertszeit ab. Die von Koffein wird meist mit etwa 5 Stunden angegeben, schwankt aber von Mensch zu Mensch stark.

      Häufige Fragen

      Wie berechnet man die Halbwertszeit?

      Teile die vergangene Zeit durch den Logarithmus zur Basis 2 aus Anfangsmenge geteilt durch Restmenge. 80 g fallen in 24 Stunden auf 10 g: log₂(8) = 3, also T = 24 ÷ 3 = 8 Stunden.

      Wie viel Kohlenstoff-14 ist nach 1.000 Jahren noch übrig?

      88,61 %: 100 × (½)^(1.000 ÷ 5.730) = 88,61.

      Wie lange dauert es, bis 75 % einer Probe zerfallen sind?

      Zwei Halbwertszeiten, denn es bleiben 25 % übrig. Bei Kohlenstoff-14 sind das 11.460 Jahre.

      Was ist der Unterschied zwischen Halbwertszeit und mittlerer Lebensdauer?

      Die Halbwertszeit ist die Zeit, in der die Hälfte zerfällt. Die mittlere Lebensdauer, die durchschnittliche Zeit, die ein Atom überlebt, ist um den Faktor 1/ln 2 ≈ 1,443 länger: 8.267 Jahre bei Kohlenstoff-14.

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