Нестабильные атомные ядра самопроизвольно разлагаются с образованием ядра с более высокой стабильностью. Процесс разложения называется радиоактивность. Энергия и частицы, которые выделяются в процессе разложения, называются излучением. Когда нестабильные ядра разлагаются в природе, этот процесс называется естественной радиоактивностью. Когда нестабильные ядра готовятся в лаборатории, разложение называется индуцированной радиоактивностью.
Существует три основных типа естественной радиоактивности:
Альфа-излучение
Альфа-излучение состоит из потока положительно заряженных частиц, называемых альфа-частицами, которые имеют атомная масса 4 и заряд +2 (ядро гелия). Когда альфа-частица выбрасывается из ядра, массовое число ядра уменьшается на четыре единицы, и атомный номер уменьшается на две единицы. Например:
23892U → 42Он + 23490Th
Ядро гелия является альфа-частицей.
Бета-излучение
Бета-излучение представляет собой поток электронов, называемый бета-частицы. Когда выбрасывается бета-частица, нейтрон в ядре превращается в протон,
поэтому массовое число ядра остается неизменным, но атомный номер увеличивается на один Блок. Например:23490 → 0-1е + 23491Пенсильвания
Электрон - это бета-частица.
Гамма-излучение
Гамма-лучи - это фотоны высокой энергии с очень короткой длиной волны (от 0,0005 до 0,1 нм). Излучение гамма-излучения является результатом изменения энергии внутри атомного ядра. Гамма-излучение не изменяет ни атомный номер, ни атомная масса. Альфа- и бета-излучение часто сопровождается гамма-излучением, поскольку возбужденное ядро падает до более низкого и более стабильного энергетического состояния.
Альфа, бета и гамма-излучение также сопровождают индуцированную радиоактивность. Радиоактивные изотопы готовятся в лаборатории с использованием реакций бомбардировки для превращения стабильного ядра в радиоактивное. Излучение позитрона (частицы с такой же массой, как у электрона, но с зарядом +1 вместо -1) не наблюдается в естественной радиоактивности, но это обычный способ распада индуцированной радиоактивности. Реакции бомбардировки могут быть использованы для производства очень тяжелых элементов, в том числе многих, которые не встречаются в природе.