Brzi pregled radioaktivnosti i zračenja

Nestabilna atomska jezgra spontano će se razgraditi da bi se formirala jezgre s većom stabilnošću. Proces raspadanja se naziva radioaktivnost. Energija i čestice koje se oslobađaju tijekom procesa raspadanja nazivaju se zračenjem. Kada se nestabilne jezgre u prirodi raspadaju, postupak se naziva prirodnom radioaktivnošću. Kad se nestabilne jezgre pripreme u laboratoriju, raspad se naziva inducirana radioaktivnost.

Postoje tri glavne vrste prirodne radioaktivnosti:

Alfa zračenje sastoji se od toka pozitivno nabijenih čestica, zvanih alfa čestice, koje imaju an atomska masa od 4 i naboj od +2 (jezgra helija). Kad se alfa čestica izbaci iz jezgre, masni broj jezgre se smanjuje za četiri jedinice i atomski broj smanjuje se za dvije jedinice. Na primjer:

²³⁸₉₂U → ⁴₂On + ²³⁴₉₀th

Jezgro helija je alfa čestica.

Beta zračenje je tok elektrona, zvan beta čestice. Kad se beta čestica izbaci, neutron se u jezgri pretvara u proton, tj. pa je masni broj jezgra je nepromijenjena, ali atomski broj povećava se za jedan jedinica. Na primjer:

²³⁴₉₀ → ⁰_-1e + ²³⁴₉₁Godišnje

Elektroni su beta čestice.

Gama zrake su visokoenergetski fotoni s vrlo kratkom valnom duljinom (0,0005 do 0,1 nm). Emisija gama zračenja rezultat je promjene energije unutar atomskog jezgra. Emisija gama ne mijenja ni atomski broj, ni atomska masa. Alfa i beta emisija često su popraćeni emisijom gama jer uzbuđeno jezgro pada na niže i stabilnije energetsko stanje.

Alfa, beta i gama zračenje također prate induciranu radioaktivnost. Radioaktivni izotopi se pripremaju u laboratoriju koristeći reakcije bombardiranja kako bi se stabilno jezgro pretvorilo u ono koje je radioaktivno. Emisija pozitrona (čestica iste mase kao i elektron, ali naboj +1 umjesto -1) u prirodnoj radioaktivnosti, ali to je uobičajeni način propadanja u induciranoj radioaktivnosti. Reakcije bombardiranja mogu se upotrijebiti za proizvodnju vrlo teških elemenata, uključujući mnoge koji se ne javljaju u prirodi.