Los núcleos atómicos inestables se descomponen espontáneamente para formar núcleos Con mayor estabilidad. El proceso de descomposición se llama radioactividad. La energía y las partículas que se liberan durante el proceso de descomposición se llaman radiación. Cuando los núcleos inestables se descomponen en la naturaleza, el proceso se denomina radioactividad natural. Cuando los núcleos inestables se preparan en el laboratorio, la descomposición se llama radioactividad inducida.
Hay tres tipos principales de radiactividad natural:
Radiación Alfa
La radiación alfa consiste en una corriente de partículas cargadas positivamente, llamadas partículas alfa, que tienen un masa atomica de 4 y una carga de +2 (un núcleo de helio). Cuando una partícula alfa es expulsada de un núcleo, el número de masa del núcleo disminuye en cuatro unidades y el número atómico disminuye en dos unidades. Por ejemplo:
23892U → 42El + 23490Th
El núcleo de helio es la partícula alfa.
Radiación Beta
La radiación beta es una corriente de electrones, llamada
partículas beta. Cuando se expulsa una partícula beta, un neutrón en el núcleo se convierte en un protón, entonces el número de masa del núcleo no ha cambiado, pero el el número atómico aumenta en uno unidad. Por ejemplo:23490 → 0-1e + 23491Pensilvania
El electrón es la partícula beta.
Radiación gamma
Los rayos gamma son fotones de alta energía con una longitud de onda muy corta (0,0005 a 0,1 nm). La emisión de radiación gamma resulta de un cambio de energía dentro del núcleo atómico. La emisión gamma no cambia ni el número atómico ni el masa atomica. La emisión alfa y beta a menudo van acompañadas de emisión gamma, ya que un núcleo excitado cae a un estado de energía más bajo y más estable.
Alfa, beta y radiación gamma También acompañan a la radiactividad inducida. Isótopos radioactivos se preparan en el laboratorio utilizando reacciones de bombardeo para convertir un núcleo estable en uno que sea radiactivo. No se observa la emisión de positrones (una partícula con la misma masa que un electrón, pero una carga de +1 en lugar de -1) en radiactividad natural, pero es un modo común de descomposición en la radiactividad inducida. Las reacciones de bombardeo se pueden usar para producir elementos muy pesados, incluidos muchos que no ocurren en la naturaleza.