내 절반이 어디 갔지? 반감기

서론

초등학생 때 원자력 발전소로 견학을 종종 가곤 한다. 원자력 발전소에 견학을 하다 보면 반감기라는 용어에 대해 심심치 않게 들을 수 있다. 물질이 반으로 줄어드는 게 뭐 얼마나 중요하겠느냐는 생각을 할 수 있지만, 이는 오만한 생각이다. 이번에는 물질이 반으로 감소하는 데 걸리는 기간, 반감기에 대해 알아보자.

 

반감기란?

반감기는 어떤 물질을 구성하는 성분이 반으로 감소하는 데 필요한 기간을 의미하는데, 방사성 붕괴, 약물 대사, 화학 반응 등에서 사용되는 개념입니다.

반감기

반감기의 종류

반감기는 특히 여러 과학 분야에서 중요한 역할을 하는데 어떤 종류가 있는지 알아보자.

1. 방사성 반감기 : 방사성 반감기는 우리가 가장 익히 들어본 반감기로 언론 매체 등을 통해 종종 들을 수 있다. 방사성 동위 원소의 반감기는 방사성 원소가 스스로 붕괴하여 방사선을 방출하면서 다른 원소로 변환될 때, 원래의 방사성 원소가 절반으로 줄어드는 시간을 의미합니다.

이를 사용하는 예시로 동위원소 연대측정법이 있다. 탄소-14의 개수를 측정하여 그 연대를 알아내는 것이다. 탄소-14의 반감기는 약 5730년으로 탄소-14가 질소-14로 붕괴합니다. 이를 통해 고고학적 연대 측정 등이 이루어지고 방사성 반감기를 활용하여 방사성 폐기물 관리 등에 활용됩니다.

2. 약물 반감기 : 약물 반감기는 몸 안에서 특정 약물의 농도가 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간을 의미하는데, 약물의 작용 시간, 투여 간격, 용량 조절 등에 활용될 수 있습니다. 이를 활용해 환자들이 언제, 어느 정도 양을 복용해야 하는 지를 알려줄 수 있게 됩니다.

3. 화학 반응 반감기 : 위의 반감기들과 마찬가지로 반응물의 농도가 반으로 줄어드는 시간을 의미합니다. 반응이 얼마나 빠르게 진행되는지를 나타내게 됩니다. 화학 반응의 속도를 통해 물질을 생산하는 화학 공정에서 제품의 품질 및 수율을 높일 수 있기 때문에 중요한 지표가 됩니다.