Радиоактивность

Число нейтронов в ядре определяет, является ли данное ядро радиоактивным. Чтобы ядро находилось в стабильном состоянии, число нейтронов, как правило, должно быть несколько выше числа протонов. В стабильном ядре протоны и нейтроны так крепко связаны между собой ядерными силами, что ни одна частица не может выйти из него. Такое ядро всегда будет оставаться в уравновешенном и спокойном состоянии.

Нестабильное ядро	Стабильное ядро

Однако ситуация совсем иная, если число нейтронов нарушает равновесие. В этом случае ядро обладает избыточной энергией и просто не может удерживаться в целости. Рано или поздно оно выбросит свою избыточную энергию.

Различные ядра высвобождают свою энергию разными способами, в форме электромагнитных волн или потоков частиц. Такая энергия называется излучением.

Радиоактивный распад

Процесс, в ходе которого нестабильные атомы испускают свою избыточную энергию, называется радиоактивным распадом, а сами такие атомы - радионуклидами. Легкие ядра с небольшим числом протонов и нейтронов становятся стабильными после одного распада. При распаде тяжелых ядер, например урана, образующееся в результате этого ядро по-прежнему является нестабильным, и, в свою очередь, распадается дальше, образуя новое ядро, и т.д. Цепочка ядерных превращений заканчивается образованием стабильного ядра. Такие цепочки могут образовывать радиоактивные семейства. В природе известны радиоактивные семейства урана и тория.

В природе радиоактивный металл уран (А) через 6 шагов превращается в радиоактивный газ радон (Б), который затем превращается в радиоактивные металлы полоний, висмут и свинец (В). Семейство урана включает 19 радионуклидов и заканчивается на 14-м шаге стабильным изотопом свинца (Г).

Представление об интенсивности распада дает понятие периода полураспада - периода, в течение которого произойдет распад половины нестабильных ядер радиоактивного вещества. Период полураспада каждого радионуклида уникален и неизменен. Один радионуклид, например криптон-94, рождается в ядерном реакторе и очень быстро распадается. Период полураспада его меньше секунды. Другой, например калий-40, образовался в момент рождения Вселенной и до сих пор сохранился на планете. Период полураспада его измеряется миллиардами лет.

Период полураспада - одна из важных характеристик радионуклида