各元素には、不安定な核を持つ1つ以上の同位体があり、放射性崩壊を受ける可能性があります。このプロセスでは、核は粒子または電磁放射を放出することができる。核の半径が強い力の作用半径よりも大きいと、放射性崩壊が起こり、そしてその強い力の作用半径は数フェムトメートルに過ぎない。
最も一般的な放射性崩壊は次のとおりです。
アルファ崩壊:核はアルファ粒子、2つの陽子と2つの中性子を含むヘリウム核を放出する。減衰の結果は、原子数が小さい新しい要素です。
ベータ崩壊:中性子が陽子に変換されたり、陽子が中性子に変換されたりする弱い相互作用の現象。前者は電子と反ニュートリノの放出を伴い、後者は陽電子とニュートリノを放出する。放出された電子または陽電子はベータ粒子と呼ばれる。したがって、ベータ崩壊は原子の原子数を1つ増減させることができる。
ガンマ減衰: 核のエネルギーレベルが低下し、通常はアルファ粒子またはベータ粒子の放出後に放出される電磁放射が放出されます。
Z陽子とN中性子を含む同位体の半減期
他の比較的まれな放射性崩壊には、中性子または陽子の放出、核または電子クラスターの放出、および内部変換によるガンマ線の代わりにベータ線および高エネルギー光子の代わりに高速電子を生成することがある。
各放射性同位元素は、半減期である特徴的な崩壊期間を有する。半減期は、サンプルの半分が減衰するのに必要な時間です。これは指数関数的減衰、つまり各半減期の間にサンプルの 50% の一定の減衰です。言い換えれば、2つの半減期の後、開始同位体の25%だけが残っている。