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또는 같은 뜻으로 방사성 물질의 초당 붕괴수가 반으로 줄어드는 데 필요한 시간을 가리킨다. 예를 들면 방사선 치료에 사용되는 방사성동위원소 코발트-60(⁶⁰Co)은 5.26년의 반감기를 갖고 있다.

그러므로 5.26년이 지나면처음에 ⁶⁰Co 8g을 포함하고 있던 시료는 단지 ⁶⁰Co 4g만을 포함하게 되며, 따라서 절반만큼 방사선을 방출하게 된다. 다시 5.26년이 지나면 시료는 단지⁶⁰Co 2g만을 포함하게 된다. 그러나 처음 시료의 부피나 질량이 결코 눈에띌 정도로 줄지않는 것은, 불안정한 ⁶⁰Co 원자핵이 붕괴하여 안정한 니켈-60(⁶⁰Ni) 원자핵으로 변하면서 아직 붕괴되지 않은 코발트와 같이 있게 되기 때문이다.

반감기는 여러 종류의 불안정한 원자핵의 특이한 성질이며, 그들이 붕괴하는 고유의 방법이다. 알파·베타 붕괴는 일반적으로 감마 붕괴보다 더 서서히 일어난다. 베타 붕괴의 반감기는 약 1/100초 이상이며, 알파붕괴의 반감기는 약 1/10⁶초 이상이다. 비록 감마 방출의 반감기가 넓은 범위에 걸쳐 있다고 알려져 있지만 감마 붕괴의반감기(약 10^-14초)는 너무 짧아 측정하기 힘들다. 반감기라는 용어는또한 여러 다른 현상에도 적용될 수 있다.

약리학에서 약물의 반감기는 어느 순간에 체내에 존재량이 반으로 줄어드는 데 필요한 시간으로 정의된다. 화학반응속도론에서 반응의 반감기는 반응이 반 정도 진행될 때까지 필요한 시간이다.