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半減期（はんげんき、Half-life）は、放射性同位体が放射線を放射、崩壊して別の元素に変わるとき、元の質量の半分が別の元素に変わる期間を言う。これは同位体の安定度を示す値でもあり、半減期が短ければ短いほど不安定な元素ということになる。原子の崩壊は自然に起きる物で、崩壊までの期間は確率によってのみ左右される。一つの原子を相手にして、その原子がいつ崩壊するか予想することは出来ない。
放射性元素では、すべての原子がある時間内に崩壊する確率は等しい。何百万かの原子で構成されるサンプルをつくると、崩壊する確率に応じて一定の速度で内部の原子が崩壊をしていくことになる。この速度を言い換えた値が半減期であり、はじめに存在した状態の半分が崩壊するまでにかかる時間のことである。この値は各同位体で定数となる。