Snabböversikt av radioaktivitet och strålning

Instabila atomkärnor sönderdelas spontant för att bildas kärnor med högre stabilitet. Nedbrytningsprocessen kallas radioaktivitet. Energin och partiklarna som frigörs under nedbrytningsprocessen kallas strålning. När instabila kärnor sönderdelas i naturen kallas processen för naturlig radioaktivitet. När de instabila kärnorna bereds i laboratoriet kallas sönderdelningen inducerad radioaktivitet.

Det finns tre huvudtyper av naturlig radioaktivitet:

Alfastrålning består av en ström av positivt laddade partiklar, kallade alfapartiklar, som har en atomisk massa av 4 och en laddning av +2 (en heliumkärna). När en alfapartikel matas ut från en kärna minskar massantalet för kärnan med fyra enheter och atomnummer minskar med två enheter. Till exempel:

²³⁸₉₂U → ⁴₂Han + ²³⁴₉₀th

Heliumkärnan är alfa-partikeln.

Betastrålning är en ström av elektroner, kallad beta-partiklar. När en beta-partikel kastas ut omvandlas en neutron i kärnan till en proton, så massantalet av kärnan är oförändrad, men atomantalet ökar med ett enhet. Till exempel:

²³⁴₉₀ → ⁰_-1e + ²³⁴₉₁pa

Elektronen är beta-partikeln.

Gamma-strålar är foton med hög energi med en mycket kort våglängd (0,0005 till 0,1 nm). Utsläppen av gammastrålning är resultatet av en energiförändring i atomkärnan. Gammaemission ändrar varken atomnumret eller atomisk massa. Alpha- och beta-emission åtföljs ofta av gamma-emission, eftersom en upphetsad kärna sjunker till ett lägre och mer stabilt energitillstånd.

Alpha, beta och gammastrålning åtföljer också inducerad radioaktivitet. Radioaktiva isotoper framställs i laboratoriet med bombardementsreaktioner för att omvandla en stabil kärna till en som är radioaktiv. Positron (en partikel med samma massa som en elektron, men en laddning på +1 istället för -1) emission observeras inte i naturlig radioaktivitet, men det är ett vanligt sätt att förfalla vid inducerad radioaktivitet. Bombardementsreaktioner kan användas för att producera mycket tunga element, inklusive många som inte förekommer i naturen.