북마크    
근의 공식    
원 계산기    
타원 넓이    
구의 부피    
캡슐 부피    
ROI 계산기    
IRR 계산기    
GDP 계산기    
CTR 계산기    
LTV 계산기    
CAC 계산기    
BMI 계산기    
1RM 계산기    
진법 변환    
급여 환산    
   추가
확률과 무작위 계산기
독립사건 확률
독립사건 확률
두 사건 확률 역산
두 사건 확률 역산
반복 시행의 확률
반복 시행의 확률
조건부확률·베이즈
조건부확률·베이즈
기댓값 계산기
기댓값 계산기
이항분포 계산기
이항분포 계산기
순열·조합
순열·조합
원순열·염주순열
원순열·염주순열
중복순열·중복조합
중복순열·중복조합
난수 생성기
난수 생성기
평균과 통계 계산기
평균 계산기
평균 계산기
대푯값 계산기
대푯값 계산기
표준편차 계산기
표준편차 계산기
사분위수 계산기
사분위수 계산기
도수분포표 계산기
도수분포표 계산기
상관계수 계산기
상관계수 계산기
정규분포 확률
정규분포 확률
z점수 계산기
z점수 계산기
신뢰구간 계산기
신뢰구간 계산기
표본 크기 계산기
표본 크기 계산기
표지 재포획법
표지 재포획법
p값 계산기
p값 계산기
비율과 백분율 계산기
퍼센트 계산기
퍼센트 계산기
증감률 계산기
증감률 계산기
퍼센트 차이
퍼센트 차이
오차율 계산기
오차율 계산기
비례식 계산기
비례식 계산기
할인율 계산기
할인율 계산기
부가세 계산기
부가세 계산기
마진율 계산기
마진율 계산기
속력 계산기
속력 계산기
속력 계산기
밀도와 농도 계산기
밀도 계산기
밀도 계산기
몰 농도 계산기
몰 농도 계산기
분자량·몰 질량
분자량·몰 질량
물리와 전기 계산기
옴의 법칙 계산
옴의 법칙 계산
와트·암페어 변환
와트·암페어 변환
저항 색 코드
저항 색 코드
전압강하 계산
전압강하 계산
단위 변환 계산기
평 ↔ m² 환산
평 ↔ m² 환산
무게 단위 변환
무게 단위 변환
신발 사이즈 변환
신발 사이즈 변환
정수와 양수·음수 계산기
나눗셈 세로셈
나눗셈 세로셈
최소공배수
최소공배수
최대공약수
최대공약수
양수 음수 계산기
양수 음수 계산기
소인수분해
소인수분해
일차부정방정식
일차부정방정식
나머지 계산기
나머지 계산기
약수 계산기
약수 계산기
로마 숫자 변환
로마 숫자 변환
분수·소수와 어림하기 계산기
분수 계산기
분수 계산기
대분수 계산기
대분수 계산기
약분 계산기
약분 계산기
분수 → 소수 변환
분수 → 소수 변환
소수 → 분수 변환
소수 → 분수 변환
반올림 계산기
반올림 계산기
방정식과 부등식 계산기
일차방정식 계산기
일차방정식 계산기
연립방정식 계산기
연립방정식 계산기
근의 공식
근의 공식
절댓값 방정식
절댓값 방정식
이차부등식 계산기
이차부등식 계산기
다항식과 전개 계산기
이항정리 계산기
이항정리 계산기
제곱근과 거듭제곱근 계산기
근호 계산기
근호 계산기
거듭제곱근 계산
거듭제곱근 계산
지수와 로그 계산기
거듭제곱 계산기
거듭제곱 계산기
로그 계산기
로그 계산기
상용로그와 자릿수
상용로그와 자릿수
과학적 표기법
과학적 표기법
과학적 표기법 계산
과학적 표기법 계산
반감기 계산기
반감기 계산기
복소수 계산기
복소수 계산기
복소수 계산기
복소수 극형식
복소수 극형식
드무아브르 정리
드무아브르 정리
함수와 그래프 계산기
기울기 계산기
기울기 계산기
일차함수 계산기
일차함수 계산기
정비례·반비례
정비례·반비례
이차함수 계산기
이차함수 계산기
두 점 사이의 거리
두 점 사이의 거리
3차원 거리 계산
3차원 거리 계산
내분점·외분점
내분점·외분점
점과 직선의 거리
점과 직선의 거리
위도·경도 거리
위도·경도 거리
완전제곱식 계산기
완전제곱식 계산기
원의 방정식 계산기
원의 방정식 계산기
이차곡선 계산기
이차곡선 계산기
극좌표 변환 계산기
극좌표 변환 계산기
수열 계산기
등차수열 계산기
등차수열 계산기
등비수열 계산기
등비수열 계산기
피보나치 수열
피보나치 수열
점화식 계산기
점화식 계산기
벡터 계산기
벡터 계산기
벡터 계산기
외적 계산기
외적 계산기
행렬 계산기
행렬 계산기
행렬 계산기
행렬식 계산기
행렬식 계산기
역행렬 계산기
역행렬 계산기
평면도형 계산기
삼각비 계산기
삼각비 계산기
도 ⇔ 라디안 변환
도 ⇔ 라디안 변환
삼각함수의 합성
삼각함수의 합성
삼각형 계산기
삼각형 계산기
삼각형 넓이 계산기
삼각형 넓이 계산기
직각삼각형 계산
직각삼각형 계산
피타고라스 정리
피타고라스 정리
다각형의 내각·외각
다각형의 내각·외각
닮음비·넓이·부피
닮음비·넓이·부피
평행선과 각
평행선과 각
직사각형의 넓이
직사각형의 넓이
평행사변형 넓이
평행사변형 넓이
사다리꼴 넓이
사다리꼴 넓이
원 계산기
원 계산기
부채꼴 넓이
부채꼴 넓이
원주각 계산기
원주각 계산기
타원 넓이
타원 넓이
입체도형 계산기
정육면체 부피
정육면체 부피
정육면체 겉넓이
정육면체 겉넓이
직육면체 부피
직육면체 부피
직육면체 겉넓이
직육면체 겉넓이
원기둥 부피
원기둥 부피
원기둥 겉넓이
원기둥 겉넓이
구의 부피
구의 부피
구의 겉넓이
구의 겉넓이
구결의 부피
구결의 부피
구관의 넓이
구관의 넓이
타원체의 부피
타원체의 부피
타원체의 겉넓이
타원체의 겉넓이
사각뿔의 부피
사각뿔의 부피
사각뿔의 겉넓이
사각뿔의 겉넓이
원뿔의 부피
원뿔의 부피
원뿔의 겉넓이
원뿔의 겉넓이
원뿔대의 부피
원뿔대의 부피
원뿔대의 겉넓이
원뿔대의 겉넓이
파이프 부피
파이프 부피
캡슐 부피
캡슐 부피
캡슐 겉넓이
캡슐 겉넓이
날짜와 시간 계산기
만 나이 계산기
만 나이 계산기
일수 계산기
일수 계산기
며칠 후·전 날짜
며칠 후·전 날짜
몇 시간 후·전 계산
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요일 계산기
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시간 더하기 빼기
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시차 계산기
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근무시간 계산기
근무시간 계산기
시간 차이 계산기
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근무시간 계산기
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금융과 경제 계산기
복리 계산기
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단리 계산기
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이자 계산기
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재무용 계산기
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현재가치 계산기
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미래가치 계산기
미래가치 계산기
ROI 계산기
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IRR 계산기
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회수기간 계산기
회수기간 계산기
평균 수익률 계산기
평균 수익률 계산기
GDP 계산기
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웹 마케팅·광고 지표 계산기
CTR 계산기
CTR 계산기
전환율 계산기
전환율 계산기
CPC·CPM·CPA 계산
CPC·CPM·CPA 계산
ROAS 계산기
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손익분기 CPA
손익분기 CPA
LTV 계산기
LTV 계산기
CAC 계산기
CAC 계산기
이탈률 계산기
이탈률 계산기
A/B 테스트 유의성
A/B 테스트 유의성
A/B 표본 크기
A/B 표본 크기
SEO 유입 예측
SEO 유입 예측
손익분기점 계산기
손익분기점 계산기
마진율·마크업률
마진율·마크업률
CAGR 계산기
CAGR 계산기
건강과 피트니스 계산기
BMI 계산기
BMI 계산기
수면 주기 계산기
수면 주기 계산기
칼로리 계산기
칼로리 계산기
기초대사량 계산기
기초대사량 계산기
TDEE 계산기
TDEE 계산기
표준체중 계산기
표준체중 계산기
체지방률 계산기
체지방률 계산기
제지방량 계산기
제지방량 계산기
칼로리 소모 계산기
칼로리 소모 계산기
단백질 계산기
단백질 계산기
탄단지 계산기
탄단지 계산기
탄수화물 계산기
탄수화물 계산기
지방 섭취량 계산기
지방 섭취량 계산기
예상키 계산기
예상키 계산기
스포츠 계산기
골프 핸디캡
골프 핸디캡
페이스 계산기
페이스 계산기
1RM 계산기
1RM 계산기
목표심박수 계산기
목표심박수 계산기
날씨 계산기
열지수 계산기
열지수 계산기
겨울 체감온도
겨울 체감온도
이슬점 계산기
이슬점 계산기
컴퓨터 계산기
진법 변환
진법 변환
서브넷 계산기
서브넷 계산기
다운로드 시간 계산
다운로드 시간 계산
가계와 공과금 계산기
가전 전기요금
가전 전기요금
전기요금 계산기
전기요금 계산기
연간 kWh→전기요금
연간 kWh→전기요금
에어컨 평형 계산
에어컨 평형 계산
에어컨 전기요금
에어컨 전기요금
난방 전기요금 비교
난방 전기요금 비교
가스 vs 전기 요금
가스 vs 전기 요금
LED 교체 절약액
LED 교체 절약액
급여 환산
급여 환산
가계 수지 계산
가계 수지 계산
자동차 계산기
주유비 계산기
주유비 계산기
전기차 충전 요금
전기차 충전 요금
전기차 vs 휘발유차
전기차 vs 휘발유차
연비 계산기
연비 계산기
타이어 사이즈 계산
타이어 사이즈 계산
태양광 발전과 에너지 저장 계산기
태양광 발전량
태양광 발전량
태양광 패널 장수
태양광 패널 장수
태양광 회수기간
태양광 회수기간
ESS 용량·사용 시간
ESS 용량·사용 시간
집과 DIY 계산기
타일 수량 계산
타일 수량 계산
계단 치수 계산
계단 치수 계산
콘크리트 물량
콘크리트 물량
벽·천장·바닥 면적
벽·천장·바닥 면적
벽지 계산기
벽지 계산기
페인트 계산기
페인트 계산기
마루 계산기
마루 계산기
외벽 면적 계산
외벽 면적 계산
자갈 계산기
자갈 계산기
몰탈 배합 계산
몰탈 배합 계산
경사도 계산
경사도 계산
목재 재단 계산
목재 재단 계산
건폐율·용적률
건폐율·용적률
장판 필요량
장판 필요량
단열재 필요량
단열재 필요량
커튼 사이즈
커튼 사이즈
TV 크기·시청 거리
TV 크기·시청 거리
흙·배양토 필요량
흙·배양토 필요량
잔디 평수·장수
잔디 평수·장수
블록 담장 수량
블록 담장 수량
벽돌 필요 장수
벽돌 필요 장수
데크 자재 계산
데크 자재 계산
경사로 길이
경사로 길이
피스 가이드 홀
피스 가이드 홀
필요 환기량
필요 환기량
페인트 희석
페인트 희석
걸레받이 계산기
걸레받이 계산기
블라인드 사이즈
블라인드 사이즈
액자 거는 높이
액자 거는 높이
배수 구배·높이차
배수 구배·높이차
피스 수량 계산
피스 수량 계산
목재 재 계산
목재 재 계산
펜스 자재 계산
펜스 자재 계산
목재 수축량 계산
목재 수축량 계산
실리콘 필요량
실리콘 필요량
방 열손실 계산기
방 열손실 계산기
가구 반입 계산기
가구 반입 계산기
이사 박스 개수
이사 박스 개수
수납 용량 계산기
수납 용량 계산기
합판 재단 계산기
합판 재단 계산기
선반 처짐 계산
선반 처짐 계산

반감기 계산기(처음 양·남은 양·경과 시간·반감기 역산)

처음 양 N₀, 남은 양 N(t), 경과 시간 t, 반감기 t½ 중 알고 있는 세 가지를 입력하세요. 비워 둔 나머지 하나를 계산하고, 붕괴 상수 λ와 평균 수명 τ도 함께 표시합니다. 아래 수식은 입력란과 연동되어 있어서 수 부분을 직접 고쳐 써도 계산할 수 있습니다.

구하고 싶은 한 칸만 비워 두세요(입력은 딱 세 칸). 값은 모두 0보다 큰 수입니다. 단위는 자유지만 시간 칸끼리, 양 칸끼리는 맞춰 주세요(예: 시간을 둘 다 ‘년’으로). 남은 양은 처음 양보다 작은 값으로 해 주세요.
계산 결과·그래프
왼쪽 입력란 중 세 칸에 값을 넣고 ‘계산’을 누르면 여기에 결과와 그래프가 표시됩니다.

이 페이지에서 할 수 있는 것

  • 처음 양 \(N_0\), 남은 양 \(N(t)\), 경과 시간 \(t\), 반감기 \(t_{1/2}\)의 네 가지 중 세 가지만 넣으면 비워 둔 나머지 하나를 역산할 수 있습니다
  • 붕괴 상수 \(\lambda\)와 평균 수명 \(\tau\)도 함께 표시합니다
  • 양이 절반씩 줄어드는 모습(지수함수적 감소)을 반감기마다 표시가 붙은 그래프로 확인할 수 있습니다
  • 공식의 쉬운 해설과 Excel·Google 스프레드시트·Python에 복사해 쓸 수 있는 수식도 이 페이지에 정리되어 있습니다
‘일정한 시간마다 같은 비율로 줄어드는(지수함수적으로 감소하는)’ 양에 쓸 수 있습니다. 방사성 물질의 붕괴가 대표적인 예이며, 약의 혈중 농도를 모델로 계산할 때도 같은 식을 씁니다. 단위는 자유지만 시간 칸끼리(경과 시간과 반감기), 양 칸끼리(처음 양과 남은 양)는 맞춰 주세요.

이 계산은 어디에 쓰일까요?

탄소 14에 의한 연대 측정(고고학)

생물의 몸속에 있는 방사성 탄소 14는 죽은 뒤에는 더 이상 들어오지 않고, 반감기 약 5730년으로 줄어듭니다. 유적에서 나온 나뭇조각의 탄소 14가 살아 있을 때의 25%까지 줄어 있다면 \(5730 \times \ln 4 \div \ln 2 = 11460\)년(반감기 2번) 전의 것으로 추정할 수 있습니다.
신석기 시대 빗살무늬토기가 나온 유적의 연대처럼, 교과서에 실린 ‘몇천 년 전’의 상당수는 이 계산이 근거입니다.

방사성 의약품이 줄어드는 정도 어림하기(의료 계산 예)

병원의 핵의학 검사(신티그래피 등)에 쓰이는 테크네튬 99m의 반감기는 약 6시간입니다. 계산 예로, 검사 24시간 뒤에는 \((1/2)^{24/6} = (1/2)^4 = 1/16\), 즉 6.25%까지 줄어든다는 것을 알 수 있습니다.
반감기가 짧은 핵종이 의료에 쓰이는 것은 이처럼 몸속에서 빨리 줄어들기 때문입니다(실제 몸속에서는 배설로도 줄어들므로, 안전성 평가는 전문 기관의 기준을 따릅니다).

약이나 카페인이 몸에서 빠져나가는 시간의 기준

약이 혈액에서 줄어드는 속도도 ‘반감기’로 나타냅니다. 예를 들어 카페인의 반감기를 4시간이라고 하면, 커피 두 잔(200 mg)의 카페인은 12시간 뒤에 \(200 \times (1/2)^{3} = 25\) mg까지 줄어드는 셈입니다.
반감기는 사람마다 차이가 크고 실제 복약 판단은 의사·약사의 지시를 따라야 하지만, ‘자기 전에 마신 커피가 잠에 영향을 주는 이유’를 숫자로 실감할 수 있습니다.

뉴스에 나오는 방사성 물질이 줄어드는 정도 읽기(재난 대비)

원자력 관련 뉴스에 나오는 아이오딘 131(요오드 131)의 반감기는 약 8일입니다. 80일 뒤(반감기 10번)에는 \((1/2)^{10} = 1/1024\), 약 0.1%까지 줄어드는 반면, 세슘 137은 반감기가 약 30년이므로 90년이 지나도 \(1/8\)(12.5%)이 남는 셈입니다.
‘반감기가 짧다 = 빨리 약해진다, 길다 = 오래 남는다’는 관계를 알면 보도의 숫자를 스스로 확인할 수 있습니다.

방사성 폐기물의 관리 기간 어림하기

원자력 발전 등에서 나오는 방사성 폐기물은 들어 있는 핵종의 반감기를 바탕으로 ‘얼마 동안 격리·관리가 필요한지’를 설계합니다. 반감기가 30년인 세슘 137이 1000분의 1 가까이 줄어들려면 반감기 약 10번(약 300년)이 걸린다는 어림을 이 식으로 계산할 수 있습니다.
여러 세대에 걸친 관리 계획의 바탕에 이 페이지의 식과 같은 계산이 있습니다.

공식과 그래프

남은 양을 구하는 식(반감기의 기본 공식)
그래프
수학 표기 (일반적인 수식)
\(N(t)\) \(=\) \(N_0\) \(\times\) \(\left(\dfrac{1}{2}\right)\) \(t / t_{1/2}\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
④ \(N(t)\): 시간 \(t\)가 지난 뒤 남아 있는 양 \(=\) ① \(N_0\): 처음 양 \(\times\) ② \(\dfrac{1}{2}\): 절반 ③ \(t / t_{1/2}\): 경과 시간 ÷ 반감기
공식을 말로 읽으면
① \(N_0\): 처음 양 에
② \(\dfrac{1}{2}\): 절반 을
③ \(t / t_{1/2}\): 경과 시간 ÷ 반감기 의 횟수(경과 시간 안에 반감기가 몇 번 들어 있는지)만큼 거듭 곱하면
④ \(N(t)\): 남은 양 이 됩니다
간단한 예
반감기가 2일인 약이 몸속에 8 mg 있을 때, 6일 뒤에 남아 있는 양은(6일 ÷ 2일 = 3번 절반이 된다)
6일 뒤에 남아 있는 양 \(N(t)\) \(=\) 처음 양(8 mg) \(\times\) 절반 \(\dfrac{1}{2}\) 6일 ÷ 2일(3번)
\(8 \times \left(\dfrac{1}{2}\right)^{3} = 8 \times \dfrac{1}{8} = 1\)
이해의 핵심
오른쪽 위의 지수 \(t / t_{1/2}\)는 ‘경과 시간 안에 반감기가 몇 번 들어 있는지’, 즉 ‘절반이 되는 횟수’입니다. 6일 ÷ 2일 = 3번이라면 8 mg → 4 mg → 2 mg → 1 mg으로 3번 절반이 됩니다. 횟수가 딱 정수가 되지 않는 경우(예: 반감기 2.5번)에도 지수의 생각을 넓혀서 이 식을 그대로 쓸 수 있습니다.
반감기를 구하는 식
그래프
수학 표기 (일반적인 수식)
\(t_{1/2}\) \(=\) \(t\) \(\times\) \(\ln 2\) \(\div\) \(\ln\left(\dfrac{N_0}{N(t)}\right)\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
④ \(t_{1/2}\): 반감기 \(=\) ① \(t\): 경과 시간 \(\times\) ② \(\ln 2\): 2의 자연로그(약 0.693) \(\div\) ③ \(\ln(N_0 / N(t))\): ‘처음 양 ÷ 남은 양’의 자연로그
공식을 말로 읽으면
① \(t\): 경과 시간 에
② \(\ln 2\): 2의 자연로그(약 0.693) 를 곱하고
③ \(\ln(N_0 / N(t))\): ‘처음 양 ÷ 남은 양’의 자연로그 로 나누면
④ \(t_{1/2}\): 반감기 가 됩니다
간단한 예
100 g인 물질이 10년 동안 25 g까지 줄었을 때의 반감기는
반감기 \(t_{1/2}\) \(=\) 경과 시간(10년) \(\times\) \(\ln 2\)(약 0.693) \(\div\) \(\ln(100 \div 25)\)(약 1.386)
\(\ln(100 \div 25) = \ln 4 \fallingdotseq 1.386\)
\(t_{1/2} = 10 \times 0.693 \div 1.386 = 5\)
이해의 핵심
\(\ln 2 \div \ln(N_0 / N(t))\) 부분은 사실 ‘절반이 된 횟수’의 역수입니다. 100 g → 25 g은 \(100 \div 25 = 4\)분의 1로 줄어든 것, 즉 절반이 2번 된 것이므로 반감기는 경과 시간 10년 ÷ 2번 = 5년입니다. 이 식은 ‘몇 번 절반이 되었는지’를 로그로 세고 있는 것입니다.
붕괴 상수를 구하는 식
수학 표기 (일반적인 수식)
\(\lambda\) \(=\) \(\ln 2\) \(\div\) \(t_{1/2}\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
③ \(\lambda\): 붕괴 상수 \(=\) ① \(\ln 2\): 2의 자연로그(약 0.693) \(\div\) ② \(t_{1/2}\): 반감기
공식을 말로 읽으면
① \(\ln 2\): 2의 자연로그(약 0.693) 를
② \(t_{1/2}\): 반감기 로 나누면
③ \(\lambda\): 붕괴 상수 가 됩니다
간단한 예
반감기가 5년인 물질의 붕괴 상수는
붕괴 상수 \(\lambda\) \(=\) \(\ln 2\)(약 0.693) \(\div\) 반감기(5년)
\(\lambda = 0.693 \div 5 \fallingdotseq 0.139\)
이해의 핵심
붕괴 상수 \(\lambda\)는 ‘아주 짧은 시간 동안 지금 남아 있는 양 중 어느 정도의 비율이 붕괴하는지’를 나타내는 상수입니다. 반감기가 짧을수록 \(\lambda\)는 크고(빨리 줄어들고), 반감기가 길수록 작아집니다(천천히 줄어듭니다).
평균 수명을 구하는 식
수학 표기 (일반적인 수식)
\(\tau\) \(=\) \(t_{1/2}\) \(\div\) \(\ln 2\)
말로 쓴 표기 (기호를 말로 바꾼 식)
③ \(\tau\): 평균 수명 \(=\) ① \(t_{1/2}\): 반감기 \(\div\) ② \(\ln 2\): 2의 자연로그(약 0.693)
공식을 말로 읽으면
① \(t_{1/2}\): 반감기 를
② \(\ln 2\): 2의 자연로그(약 0.693) 로 나누면
③ \(\tau\): 평균 수명 이 됩니다
간단한 예
반감기가 5년인 물질의 평균 수명은
평균 수명 \(\tau\) \(=\) 반감기(5년) \(\div\) \(\ln 2\)(약 0.693)
\(\tau = 5 \div \ln 2 \fallingdotseq 7.213\)
이해의 핵심
평균 수명 \(\tau\)는 ‘원자 하나가 붕괴할 때까지의 시간을 모든 원자에 대해 평균한 값’이며, 붕괴 상수의 역수(\(\tau = 1 / \lambda\))이기도 합니다. 반감기의 약 1.44배로 조금 더 긴 것은, 좀처럼 붕괴하지 않는 ‘오래 사는 원자’가 평균을 끌어올리기 때문입니다.
반감기의 계산은 ‘경과 시간 ÷ 반감기 = 절반이 되는 횟수’라는 관점이 출발점입니다. 남은 양은 처음 양에 \(\dfrac{1}{2}\)을 그 횟수만큼 곱한 것이고, 반대로 반감기를 구할 때는 로그로 ‘몇 번 절반이 되었는지’를 셉니다.

용어·기호 해설

기호

\(N_0\) 엔 제로 처음 양입니다. 시간을 세기 시작한 시점(\(t = 0\))에 있던 양입니다(예: 처음에 100 g이 있었다면 \(N_0 = 100\)).
\(N(t)\) 엔 티 남은 양입니다. 시간 \(t\)가 지난 뒤 남아 있는 양입니다. ‘\(t\)의 함수(\(t\)의 값으로 정해지는 양)’라는 뜻으로 이렇게 씁니다.
\(t\) 티 경과 시간입니다. 처음 양에서 남은 양까지 줄어드는 데 걸린 시간입니다. 단위는 반감기와 맞춥니다.
\(t_{1/2}\) 티 2분의 1(반감기) 반감기입니다. 양이 딱 절반이 될 때까지의 시간입니다. 물질마다 정해진 값이며, 어느 시점부터 재어도 같은 길이가 됩니다.
\(\lambda\) 람다 붕괴 상수입니다. 아주 짧은 시간 동안 붕괴하는 비율을 나타내는 상수로, \(\lambda = \ln 2 \div t_{1/2}\)로 구할 수 있습니다.
\(\tau\) 타우 평균 수명입니다. 원자 하나가 붕괴할 때까지의 시간의 평균으로, \(\tau = 1 \div \lambda = t_{1/2} \div \ln 2\)로 구할 수 있습니다.
\(\ln x\) 로그 엑스(자연로그) 자연로그입니다. \(e\)(약 2.718)를 밑으로 하는 로그로, ‘\(e\)를 몇 제곱하면 \(x\)가 되는지’를 나타냅니다. 공학용 계산기의 ln 버튼이나 Excel의 LN 함수로 계산할 수 있습니다.

용어

반감기 양이 딱 절반이 될 때까지 걸리는 시간입니다. 방사성 물질이라면 원자의 개수(방사능의 세기)가, 약이라면 혈중 농도가 절반이 되는 시간을 말합니다. 절반 → 4분의 1 → 8분의 1로 같은 시간마다 절반씩 줄어드는 것이 특징입니다.
지수함수적 감소 ‘지금 남아 있는 양에 비례하는 속도로 줄어드는’ 방식입니다. 처음에는 빠르고, 남은 양이 적어질수록 천천히 줄어듭니다. 반감기가 일정한 것은 이렇게 줄어드는 양뿐입니다.
방사성 붕괴 불안정한 원자핵이 방사선을 내놓고 다른 원자핵으로 바뀌는 현상입니다. 원자 하나하나가 언제 붕괴할지는 우연이지만, 많이 모이면 전체로서는 반감기에 따라 규칙적으로 줄어듭니다.
붕괴 상수 아주 짧은 시간 동안 남아 있는 원자 중 어느 정도의 비율이 붕괴하는지를 나타내는 상수입니다. 반감기와 짝을 이루어, 어느 한쪽을 알면 다른 쪽도 계산할 수 있습니다.
평균 수명 원자 하나가 붕괴할 때까지의 시간을 많은 원자에 대해 평균한 값입니다. 반감기의 약 1.44배가 됩니다.
자연로그 \(e\)(약 2.718, 자연상수)를 밑으로 하는 로그입니다. ‘늘어나거나 줄어드는 속도’를 다루는 계산과 잘 맞아서 반감기·붕괴 상수의 식에 나옵니다.
지수 \(2^3\)의 오른쪽 위의 3처럼 ‘같은 수를 몇 번 곱하는지’를 나타내는 수입니다. 반감기의 식에서는 ‘절반이 되는 횟수 \(t / t_{1/2}\)’이 지수가 됩니다.

먼저 알아 두면 좋은 내용

이 페이지의 계산을 ‘의미를 알고’ 쓸 수 있도록, 먼저 알아 두면 좋은 내용을 정리했습니다.

분수의 곱셈(초등학교 5학년, 10~11세)
  • ‘절반의 절반은 4분의 1, 그 절반은 8분의 1’처럼 같은 비율로 거듭 줄어드는 감각이 있는 것
거듭제곱과 지수(중학교 1학년, 12~13세)
  • \(\left(\dfrac{1}{2}\right)^3 = \dfrac{1}{2} \times \dfrac{1}{2} \times \dfrac{1}{2}\)처럼 ‘\(n\)제곱’이 같은 수를 \(n\)번 곱하는 것임을 아는 것
  • 1보다 작은 수를 곱할 때마다 값이 점점 작아진다는 것을 아는 것
지수의 확장(고등학교 ‘지수와 로그’ 단원, 15~18세)
  • \(2^{1.5}\)처럼 지수가 정수가 아닌 경우에도 거듭제곱의 의미를 넓힐 수 있다는 것을 아는 것(‘반감기 2.5번’ 같은 계산에 씁니다)
로그(고등학교 ‘지수와 로그’ 단원)
  • 로그가 ‘몇 제곱하면 그 수가 되는지’를 구하는 도구라는 것을 아는 것(반감기를 구하는 식에서 ‘몇 번 절반이 되었는지’를 셀 때 씁니다)
  • 자연로그 \(\ln\)이 \(e\)(약 2.718)를 밑으로 하는 로그라는 것을 아는 것

Excel로 계산하는 방법

아래 표를 통째로 복사해 Excel의 A1 셀에 붙여 넣으면 그대로 사용할 수 있습니다.
‘남은 양’을 구하는 표
처음 양 N0 100
경과 시간 t 10
반감기 t1/2 5
남은 양 N(t) =B1*POWER(1/2,B2/B3)
‘반감기’를 구하는 표
처음 양 N0 100
남은 양 N(t) 25
경과 시간 t 10
반감기 t1/2 =B3*LN(2)/LN(B1/B2)
‘경과 시간’을 구하는 표
처음 양 N0 100
남은 양 N(t) 25
반감기 t1/2 5
경과 시간 t =B3*LN(B1/B2)/LN(2)
‘붕괴 상수와 평균 수명’을 구하는 표
반감기 t1/2 5
붕괴 상수 λ =LN(2)/B1
평균 수명 τ =B1/LN(2)
붙여 넣으면 B열의 위쪽 행이 입력란이 되고, 마지막 행이 자동 계산의 결과가 됩니다.
‘POWER(1/2, B2/B3)’은 ‘1/2을 (경과 시간 ÷ 반감기)번 곱한다’는 거듭제곱의 함수이고, ‘LN’은 자연로그(ln)를 구하는 함수입니다.
예를 들어 첫 번째 표라면 B4에 25(100 g이 10년 동안 25 g으로), 두 번째 표라면 B4에 5(반감기 5년)가 표시됩니다. B열의 수를 자신의 값으로 바꾸기만 하면 됩니다.

Google 스프레드시트로 계산하는 방법

아래 표를 통째로 복사해 Google 스프레드시트의 A1 셀에 붙여 넣으면 그대로 사용할 수 있습니다.
‘남은 양’을 구하는 표
처음 양 N0 100
경과 시간 t 10
반감기 t1/2 5
남은 양 N(t) =B1*POWER(1/2,B2/B3)
‘반감기’를 구하는 표
처음 양 N0 100
남은 양 N(t) 25
경과 시간 t 10
반감기 t1/2 =B3*LN(2)/LN(B1/B2)
‘경과 시간’을 구하는 표
처음 양 N0 100
남은 양 N(t) 25
반감기 t1/2 5
경과 시간 t =B3*LN(B1/B2)/LN(2)
‘붕괴 상수와 평균 수명’을 구하는 표
반감기 t1/2 5
붕괴 상수 λ =LN(2)/B1
평균 수명 τ =B1/LN(2)
Excel과 같은 수식(POWER·LN)을 Google 스프레드시트에서도 그대로 쓸 수 있습니다. 표를 통째로 복사해 A1 셀에 붙여 넣고 B열의 수를 자신의 값으로 바꾸세요.

Python으로 계산하는 방법

import math

initial_quantity = 100.0    # 처음 양 N0
remaining_quantity = 25.0   # 남은 양 N(t)
elapsed_time = 10.0         # 경과 시간 t

# 반감기 t1/2 = t × ln2 ÷ ln(N0 ÷ N(t))
half_life = elapsed_time * math.log(2) / math.log(initial_quantity / remaining_quantity)
decay_constant = math.log(2) / half_life   # 붕괴 상수 λ
mean_lifetime = half_life / math.log(2)    # 평균 수명 τ

print(f"반감기: {half_life}")
print(f"붕괴 상수: {decay_constant}")
print(f"평균 수명: {mean_lifetime}")

# 검산: 남은 양 N(t) = N0 × (1/2)^(t/t1/2)
remaining = initial_quantity * 0.5 ** (elapsed_time / half_life)
print(f"검산(남은 양): {remaining}")
표준 라이브러리의 math만으로 동작합니다. math.log()는 자연로그(ln), ‘**’가 거듭제곱의 기호입니다. 이 예에서는 반감기가 5.0, 붕괴 상수가 약 0.1386, 평균 수명이 약 7.213, 검산한 남은 양이 25.0이 됩니다. 맨 앞의 세 값을 바꿔서 실행하세요.

LaTeX 등 수식 언어로 쓰는 법(복사 가능)

남은 양을 구하는 식(반감기의 기본 공식)
N(t) = N₀ × (1/2)^(t/t½)
N(t) = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{t/t_{1/2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>N</mi><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo>
    <mo>=</mo>
    <msub><mi>N</mi><mn>0</mn></msub>
    <msup>
      <mrow><mo>(</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow>
      <mrow><mi>t</mi><mo>/</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msub></mrow>
    </msup>
  </mrow>
</math>
N(t) = N_0 (1/2)^(t/t_(1/2))
n0*(1/2)^(t/thalf)
Nt := n0*(1/2)^(t/thalf);
Nt = n0*(1/2)^(t/thalf);
N(t) = N_0 (1/2)^(t/t_(1/2))
반감기를 구하는 식
t½ = t × ln 2 ÷ ln(N₀/N(t))
t_{1/2} = \dfrac{t \ln 2}{\ln(N_0 / N(t))}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>t</mi><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msub>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow><mi>t</mi><mo>&#x2062;</mo><mi>ln</mi><mo>&#x2061;</mo><mn>2</mn></mrow>
      <mrow><mi>ln</mi><mo>&#x2061;</mo><mo>(</mo><msub><mi>N</mi><mn>0</mn></msub><mo>/</mo><mi>N</mi><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
t_(1/2) = (t ln 2)/(ln(N_0//N(t)))
t*Log[2]/Log[n0/nt]
thalf := t*ln(2)/ln(n0/nt);
thalf = t*log(2)/log(n0/nt);
t_(1/2) = t ln(2)/ln(N_0/N(t))
붕괴 상수를 구하는 식
λ = ln 2 ÷ t½
\lambda = \dfrac{\ln 2}{t_{1/2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>&#x3BB;</mi>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow><mi>ln</mi><mo>&#x2061;</mo><mn>2</mn></mrow>
      <msub><mi>t</mi><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msub>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
lambda = (ln 2)/t_(1/2)
Log[2]/thalf
lambda := ln(2)/thalf;
lambda = log(2)/thalf;
λ = ln(2)/t_(1/2)
평균 수명을 구하는 식
τ = t½ ÷ ln 2
\tau = \dfrac{1}{\lambda} = \dfrac{t_{1/2}}{\ln 2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>&#x3C4;</mi>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <msub><mi>t</mi><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msub>
      <mrow><mi>ln</mi><mo>&#x2061;</mo><mn>2</mn></mrow>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
tau = t_(1/2)/(ln 2)
thalf/Log[2]
tau := thalf/ln(2);
tau = thalf/log(2);
τ = t_(1/2)/ln(2)

ChatGPT 에게 물어서 계산하는 방법

당신은 반감기 계산을 돕는 계산 도우미입니다. 다음 계산을 반드시 Python 코드를 실제로 실행해서 하고, 실행 결과의 수치만을 근거로 답해 주세요(암산이나 추측으로 답하지 마세요).

어떤 방사성 물질이 처음에 100 g 있었고, 10년 뒤에 25 g까지 줄었습니다.
줄어드는 방식은 지수함수적 감소 N(t) = N0 × (1/2)^(t/반감기)를 따른다고 합니다.
다음 값을 각각 구해 주세요.
1. 이 물질의 반감기
2. 붕괴 상수 λ(= ln2 ÷ 반감기)
3. 평균 수명 τ(= 반감기 ÷ ln2)
4. 처음부터 20년 뒤에 남아 있는 양

계산에 사용한 식과 실행 결과의 수치를 보여 주세요.

사용법
  1. 1
    숫자 입력
    계산하고 싶은 숫자를 입력란에 입력합니다
  2. 2
    계산
    ‘계산’ 버튼을 누릅니다
  3. 3
    결과 확인
    계산 결과가 바로 표시됩니다. 계산의 원리와 공식 해설도 같은 페이지에서 확인할 수 있습니다
  DataChef의 특징
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무료로 횟수 제한 없이 변환
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