Elemento con almeno un isotopo stabile
Elemento radioattivo con isotopi che possiedono tempi di dimezzamento molto lunghi. Emivita di oltre un milione di anni, radioattività nulla o trascurabile
Elemento radioattivo con isotopi che possono causare modesti pericoli per la salute. Emivita fra 800 e 34 000 anni, radioattività paragonabile con i livelli naturali
Elemento radioattivo con isotopi che possono causare elevati pericoli per la salute. Emivita compresa fra 1 giorno e 103 anni, livelli di radioattività pericolosi
Elemento con isotopi altamente radioattivi, emivita fra svariati minuti ed un giorno
Elemento con isotopi estremamente radioattivi, l'isotopo più stabile ha un'emivita inferiore ad alcuni minuti. La conoscenza di questi elementi è molto limitata a causa della loro estrema instabilità e alta radioattività.
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 T1/2, è un tempo caratteristico del processo di decadimento e 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 T1/e, che è una quantità ad essa proporzionale (T1/2 = 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, seppure grossolano,[8][9] 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.