不同领域的半衰期

2016/11/1 13:48:10

物理学

在物理学上，一个放射性同位素的半衰期是指一个样本内，其放射性原子衰变至原来数量的一半所需的时间。半衰期越短，代表其原子越不稳定，每颗原子发生衰变的机会率也越高。由于一个原子的衰变是自然地发生，即不能预知何时会发生，因此会以机会率来表示。每颗原子衰变的机率大致相同，做实验的时候，会使用千千万万的原子。

从统计意义上讲，半衰期是指一个时间段T，在T这段时间内，一种元素的一种不稳定同位素原子发生衰变的概率为50%。"50%的概率"是一个统计概念，仅对大量重复事件有意义。当原子数量"巨大"时，在T时间内，将会有50%的原子发生衰变，从数量上讲就是有"一半的原子"发生衰变。在下一个T时间内，剩下未衰变的原子又会有50%发生衰变，以此类推。但当原子的个数不再"巨大"时，例如只剩下20个原子还未衰变时，那么"50%的概率"将不再有意义，这时，经过T时间后，发生衰变的原子个数不一定是10个(20×50%)。

化学

只有符合一级动力学的化学反应才具有稳定的半衰期数据，与核衰变不同的是，化学反应的半衰期数据并非一成不变，而是会受到温度因素的影响，对于一般的反应，当温度上升时，反应速率常数会升高，半衰期会相应缩短，反之则会延长。对于一些反应，确定反应的半衰期与温度的关系，会有助于预测反应机理。

非一级动力学反应的半衰期会随着起始状态的变化而发生变化，随时检测反应体系浓度的变化可以了解半衰期与起始状态之间的联系，从而了解一个化学反应的反应级数和表观速率常数。

医学

在药代动力学中，药物在体内的代谢过程按一级动力学过程进行，故而药物在体内也存在相对稳定的半衰期，称作药物消除半衰期或血浆半衰期，其具体定义是药物在生物体内浓度下降一半所需要的时间。与核衰变以及化学反应的半衰期不同，药物在体内代谢的半衰期受到较多因素的影响，不仅不同药物在同一个体的消除半衰期不同，而且同一种药物对于不同个体的消除半衰期也各不相同。甚至同一药物对于同一个体，消除半衰期也会随身体状况和用药情况而发生波动，影响半衰期长短的主要因素是人体内负责代谢药物的肝药酶系统活性。准确掌握个体对特定药物的消除半衰期，可以有针对性地设计给药方案，实现个体化给药。

除了消除半衰期，还有以药物生理活性为判据的生物半衰期即药物的生物效应下降一半所消耗的时间。这一数据受到更多因素的影响，当药物活性与血药浓度线性相关时，生物半衰期与消除半衰期直接相关，当活性浓度关系较为复杂时，生物半衰期常会显示出异常行为。

除了药物代谢过程，控释制剂的释放以及一些药物的吸收过程也遵循一级反应动力学，因此这些过程的半衰期也是非常重要的药代动力学数据。