Une demi-vie est le temps nécessaire pour que la moitié d’une substance donnée se désintègre. Cette mesure est appliquée aux matériaux qui subissent une décroissance exponentielle, ce qui signifie que le taux de décroissance est directement proportionnel à la quantité de substance, ralentissant à mesure que la substance s’épuise. La demi-vie varie considérablement – elle peut être de quelques secondes ou de millions d’années, selon la stabilité de la substance. Le concept a des applications dans le monde de la science.
Une substance donnée a toujours la même demi-vie jusqu’à ce qu’elle atteigne de très petites quantités, même si le taux de décomposition ralentit avec le temps. Imaginez qu’un élément a une demi-vie de cinq minutes, par exemple. Si nous commençons avec 20 onces, cinq minutes plus tard, il nous restera 10 onces et dans cinq minutes, il ne restera que 5 onces. Le taux de décomposition a ralenti de 2 onces par minute à 1 once par minute, mais la demi-vie est constante à cinq minutes.
La demi-vie est peut-être mieux connue dans le contexte de la radioactivité. Les éléments radioactifs parents se transforment en éléments filles stables ou non radioactifs et émettent des rayonnements lors de leur désintégration. Connaître l’élément fille et la demi-vie d’un élément radioactif permet donc de dater un échantillon partiellement désintégré en comparant le rapport entre l’élément parent et l’élément fille. Cette méthode de datation est couramment utilisée pour déterminer l’âge de diverses entités de notre univers, des fossiles aux météorites. Le carbone-14, un élément radioactif présent dans les matériaux vivants sur Terre, commence à se désintégrer au moment de la mort et peut être utilisé pour dater des matériaux autrefois vivants tels que les os et le bois.
Cette mesure est également importante en biologie, où elle indique le temps pendant lequel la moitié d’une substance donnée est métabolisée et/ou éliminée par l’organisme. En ce sens, la demi-vie est utilisée en pharmacologie pour déterminer les quantités et les intervalles de dosage appropriés. Il peut également être appliqué en toxicologie pour déterminer les effets des toxines dans le corps au fil du temps.