Szybki przegląd radioaktywności i promieniowania

Niestabilne jądra atomowe spontanicznie rozkładają się, tworząc jądra o wyższej stabilności. Proces rozkładu nazywa się radioaktywność. Energia i cząsteczki uwalniane podczas procesu rozkładu nazywane są promieniowaniem. Gdy niestabilne jądra rozkładają się w naturze, proces ten nazywa się naturalną radioaktywnością. Gdy w laboratorium przygotowywane są niestabilne jądra, rozkład nazywa się radioaktywnością indukowaną.

Istnieją trzy główne rodzaje naturalnej radioaktywności:

Promieniowanie alfa składa się ze strumienia dodatnio naładowanych cząstek, zwanych cząsteczkami alfa, które mają masa atomowa 4 i ładunek +2 (jądro helu). Kiedy cząstka alfa jest wyrzucana z jądra, liczba masowa jądra zmniejsza się o cztery jednostki i Liczba atomowa zmniejsza się o dwie jednostki. Na przykład:

²³⁸₉₂U → ⁴₂On + ²³⁴₉₀Th

Jądro helu jest cząsteczką alfa.

Promieniowanie beta to strumień elektronów, zwany cząsteczki beta. Gdy cząstka beta zostanie wyrzucona, neutron w jądrze przekształca się w proton,

²³⁴₉₀ → ⁰_-1e + ²³⁴₉₁Rocznie

Elektron jest cząsteczką beta.

Promienie gamma to fotony wysokoenergetyczne o bardzo krótkiej długości fali (od 0,0005 do 0,1 nm). Emisja promieniowania gamma wynika ze zmiany energii w jądrze atomowym. Emisja gamma nie zmienia ani liczby atomowej, ani liczby masa atomowa. Emisji alfa i beta często towarzyszy emisja gamma, gdy wzbudzone jądro spada do niższego i bardziej stabilnego stanu energetycznego.

Alfa, beta i promieniowanie gamma towarzyszą również indukowanej radioaktywności. Izotopy radioaktywne są przygotowywane w laboratorium przy użyciu reakcji bombardowania w celu przekształcenia stabilnego jądra w radioaktywne. Emisja pozytonu (cząstka o tej samej masie co elektron, ale ładunek +1 zamiast -1) nie jest obserwowana w naturalnej radioaktywności, ale jest to powszechny sposób rozpadu indukowanej radioaktywności. Reakcje bombardowania można wykorzystać do wytworzenia bardzo ciężkich pierwiastków, w tym wielu, które nie występują w naturze.