On parle de demi-vie pour désigner le temps mis par une substance pour perdre la moitié de son activité. © ktsdesign, Fotolia

Sciences

Demi-vie

DéfinitionClassé sous :physique , demi-vie , radio-isotope

Le terme « demi-vie » se rapporte, de manière générale, au temps mis par une substance -- qu'il s'agisse d'un médicament, d'une molécule ou d'un noyau radioactif -- pour perdre la moitié de son activité pharmacologique, physiologique ou radioactive. Notez que le terme peut être trompeur, car il ne s'emploie pas pour désigner la moitié d'une durée de vie.

Concernant une enzyme, par exemple, la demi-vie correspond au temps nécessaire à ce que celle-ci perde la moitié de son activité. Pour un médicament, on parle de demi-vie lorsque la concentration de ce médicament dans le plasma sanguin est diminuée de moitié. La demi-vie peut varier légèrement d'un patient à l'autre. Mais ce paramètre permet surtout de connaître la durée de l'effet du médicament. On considère en effet que celui-ci devient négligeable après quatre demi-vies. Pour exemple, le paracétamol est réputé présenter une demi-vie comprise entre 1,5 et 3 heures, selon le mode d'absorption.

Les chimistes qualifient le temps qu'il faut pour transformer la moitié des molécules. Ils parlent alors aussi de temps de demi-réaction, c'est-à-dire du temps nécessaire pour que l'avancement d'une réaction soit parvenu à la moitié de sa valeur finale. Ce temps augmente lorsque la vitesse de réaction diminue. La demi-vie, du point de vue du chimiste, est ainsi ici dépendante de la température, par exemple.

L’hydrogène 7 est l’isotope connu dont la demi-vie est la plus courte, soit environ 2,3.10-27 secondes. Le xénon 124 — comme celui que l’on trouve dans certains phares de voitures — est celui dont la demi-vie est la plus longue, soit 1,8 .1022 ans. C’est 1.300 milliards de fois l’âge de notre univers. © Ivan Kurmyshov, Fotolia

La demi-vie en physique

Lorsque l'on considère un isotope radioactif, on parle de demi-vie -- ou de période radioactive -- pour désigner le temps au bout duquel la moitié des noyaux de cet isotope se sont désintégrés. Cela correspond en général au temps qu'il faut pour que la quantité de ces atomes radioactifs diminue de moitié.

Notez que le caractère aléatoire de la radioactivité empêche de savoir à quel moment un atome en particulier va se désintégrer. Mais la probabilité de désintégration de chaque radio-isotope est connue. Elle ne dépend pas de l'environnement (température ou pression), uniquement de l'élément radioactif considéré. On peut donc avec certitude estimer au bout de combien de temps la radioactivité aura diminué de moitié.

Les demi-vies varient de quelques fractions de seconde à plusieurs milliards d'années. Ainsi, la demi-vie de l'iode 123 est de 13 heures, celle du plutonium 241 de 13,2 ans et celle de l'uranium 238 de 4,5 milliards d'années. À la formation de la Terre, il y avait donc sur notre planète, deux fois plus d'uranium 238 qu'aujourd'hui.

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