Was ist die Halbwertszeit?

Die Halbwertszeit oder Halbwertzeit ist jene Zeitspanne, nach der eine abnehmende Größe die Hälfte des anfänglichen Werts erreicht. In der Medizin und Pharmakologie spricht man von diesem Wert bei dem die Hälfte des Höchstwertes erreicht wird.

Folgt die Abnahme einem Exponentialgesetz, dann bleibt die Halbwertszeit immer die gleiche. Auch wenn man die Restmenge, die nach einer beliebigen Zeit übrig ist, als neue Anfangsmenge nimmt. Bei exponentieller Abnahme charakterisiert daher die Halbwertszeit den zugrunde liegenden Prozess.

Der →radioaktive Zerfall eines gegebenen Radionuklids verläuft exponentiell. Die Halbwertszeit ist die Zeitspanne, in der die Menge und damit auch die Aktivität eines gegebenen Radionuklids durch den Zerfall auf die Hälfte gesunken ist.

Die biologische Halbwertszeit oder Eliminationshalbwertszeit ist die Zeitspanne, in der in einem Organismus (Mensch, Tier, Pflanze, Einzeller) die Menge einer inkorporierten Substanz durch die Wirkung aller beteiligten biologischen Prozesse (Stoffwechsel, Ausscheidung usw.) auf die Hälfte abgesunken ist.

Die Halbwertszeit ist ein exponentieller Prozess

Das Zerfallsgesetz setzt als Menge eine kontinuierliche, als reelle Zahl darstellbare Größe voraus. Es ist aber auch auf ganzzahlige Größen anwendbar. Wie z. B. die Anzahl der Atome in der radioaktiven Substanzprobe. Es beschreibt jeweils den messtechnischen Erwartungswert, also Mittelwert über viele gedachte Einzelmessungen.

Bei einem →exponentiellen Prozess handelt es sich um einen Vorgang, bei dem sich eine Größe exponentiell ändert. Man unterscheidet zwischen exponentiellem Wachstum, bei dem eine Größe immer schneller wächst. Und einer exponentieller Annäherung, bei der sich eine Größe einem festen Wert annähert. Der praktisch wichtigste Spezialfall hiervon ist der exponentielle Zerfall. Bei dieser nähert sich die Größe monoton abnehmend immer langsamer dem Nullwert.

Ist die Abnahme einer Größe proportional zum jeweiligen Wert der Größe selbst. So spricht man von →exponentiellem Zerfall, exponentieller Abnahme oder exponentiellem Abfall.

Die „Generationszeit“ bezeichnet den Zeitraum, in dem eine Population ihre Zellzahl verdoppelt. Die →Verdopplungszeit den Zeitraum für die Verdopplung der Zellmasse. Bakterien vermehren sich durch Zellteilung (Mitose). Dabei werden alle Organellen verdoppelt und das Bakterium teilt sich in eine identische Tochterzelle. Der Prozess kann einige Minuten, Stunden oder Tage dauern.

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