רדיואקטיביות, רכוש המוצג על ידי סוגים מסוימים של חומר הפולט אנרגיה וחלקיקים תת אטומיים באופן ספונטני. זהו, בעיקרו של דבר, תכונה של גרעינים אטומיים בודדים.
גרעין לא יציב יתפרק באופן ספונטני, או יתפרק, לתצורה יציבה יותר אך יעשה זאת רק בכמה דרכים ספציפיות על ידי פליטת חלקיקים מסוימים או צורות מסוימות של אנרגיה אלקטרומגנטית. ריקבון רדיואקטיבי הוא מאפיין של כמה אלמנטים המתרחשים באופן טבעי כמו גם של איזוטופים המיוצרים באופן מלאכותי של היסודות. הקצב בו מתרסק גורם רדיואקטיבי בא לידי ביטוי במונחים של מחצית החיים שלו; כלומר, הזמן הדרוש למחצית מכל כמות נתונה של האיזוטופ להתפורר. חיי מחצית החיים נעים בין יותר מ- 1,000,000,000 שנים עבור גרעינים מסוימים ועד פחות מ- 10-9שנית (ראה להלן שיעורי המעברים הרדיואקטיביים). תוצר של תהליך ריקבון רדיואקטיבי - שנקרא בתו של האיזוטופ של ההורה - עשוי להיות בלתי יציב, ובמקרה זה גם הוא יבקע. התהליך נמשך עד שנוצר גרעין יציב.
אופי הפליטות הרדיואקטיביות
הפליטות של הצורות הנפוצות ביותר של דעיכה רדיואקטיבית ספונטנית הן החלקיק אלפא (α), החלקיק בטא (β), קרני הגמא (γ) והנייטרינו. חלקיק אלפא הוא בעצם הגרעין של אטום הליום-4, עם שני מטענים חיוביים 4 / 2 הוא. אטומים טעונים כאלה נקראים יונים. לאטום הליום הנייטרלי יש שני אלקטרונים מחוץ לגרעין שלו המאזן בין שני המטענים הללו. חלקיקי בטא עשויים להיות טעונים שלילית (בטא מינוס, סמל e -), או טעונים חיוביים (בטא פלוס, סמל e +). החלקיק בטא מינוס [β -] הוא למעשה אלקטרון שנוצר בגרעין במהלך דעיכה של בטא ללא שום קשר לענן האלקטרונים האורביטליים של האטום. החלקיק בטא פלוס, הנקרא גם הפוזיטרון, הוא החלקיקים החלקיים של האלקטרון; כאשר יחוברו יחד, שני חלקיקים כאלה ישמידו זה את זה. קרני גאמה הן קרינות אלקטרומגנטיות כמו גלי רדיו, אור וקרני רנטגן. רדיואקטיביות בטא מייצרת גם את הנייטרינו והאנטי-נוטרינו, חלקיקים שאין להם מטען ומעט מאוד מסה, המסומלים על ידי v ו- v בהתאמה.
בצורות הפחות נפוצות של רדיואקטיביות עשויים להיפלט שברי ביקוע, נויטרונים או פרוטונים. שברי הביקוע הם עצמם גרעינים מורכבים, שבדרך כלל בין שליש לשני שליש המטען Z והמסה A של גרעין האב. נויטרונים ופרוטונים הם כמובן אבני הבניין הבסיסיות של גרעינים מורכבים, בעלי מסה יחידה בקנה מידה אטומי ובעל מטען אפס או מטען חיובי ליחידה, בהתאמה. הנייטרון לא יכול להתקיים זמן רב במצב החופשי. זה נלכד במהירות על ידי גרעינים בחומר; אחרת, בחלל הפנוי היא תעבור ריקבון בטא מינוס לפרוטון, לאלקטרון ואנטינוטרנום עם אורך חיים של 12.8 דקות. הפרוטון הוא הגרעין של מימן רגיל ויציב.
סוגי רדיואקטיביות
העבודה המוקדמת בנושא רדיואקטיביות טבעית הקשורה לעפרות אורניום ותוריום זיהתה שני סוגים שונים של רדיואקטיביות: ריקבון אלפא ובטא.
ריקבון אלפא
בדעיכה של אלפא, נפלט יון הליום אנרגטי (חלקיק אלפא), ומותיר גרעין בת בעל האטום מספר שני פחות מההורה והמסה האטומית מספר ארבע פחות מההורה. דוגמא לכך היא התפרקות (המסומלת על ידי חץ) של האיזוטופ האורניום השופע, 238 U, לבת תוריום בתוספת חלקיק אלפא:
ניתן לתגובות לכך והתגובות הבאות הם האנרגיה המשתחררת (Q) במיליוני וולטים אלקטרוניים (MeV) ומחצית החיים שלהם (t 1⁄2). יש לציין כי בדעיכה של אלפא המטענים, או מספר הפרוטונים, המוצגים בתכנית המשנה נמצאים באיזון משני צידי החץ, וכך גם המוני האטום, המוצגים בכתב-על.
