La stabilità del nucleo significa che il nucleo non cambierà spontaneamente il suo numero di protoni, neutroni e le sue proprietà di base. Secondo la stabilità del nucleo, può essere diviso in due tipi: nuclei stabili e nuclei instabili (o radioattivi).
1. I nuclei atomici con un numero di protoni uguale e maggiore di 84 sono instabili. Cioè, gli elementi dopo il numero atomico 84 sono tutti elementi radioattivi.
2. Un nucleo con meno di 84 protoni ha un numero pari di protoni e neutroni e il suo nucleo è stabile.
3. I nuclei atomici con un numero di protoni o neutroni pari a 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 sono particolarmente stabili. Questi numeri sono chiamati numeri magici. Sia il numero di protoni che il numero di neutroni sono numeri magici, chiamati nuclei a doppio numero magico.
4. Il rapporto tra il numero di neutroni e il numero di protoni è n/p. Quando Z<20, n/p="1," and="" the="" nucleus="" is="" stable.="" as="" the="" atomic="" number="" increases,="" the="" value="" of="" n/p="" increases,="" and="" the="" larger="" the="" ratio,="" the="" worse="" the="">
Decadimento nucleare
I nuclei atomici instabili si trasformeranno spontaneamente in un altro nucleo mentre emettono radiazioni. Questo cambiamento è chiamato decadimento radioattivo. Ci sono tre tipi di raggi emessi dal nucleo durante il processo di decadimento: α, raggi β e γ raggi.
I raggi alfa sono flussi di particelle alfa, che sono nuclei di elio caricati positivamente. I raggi beta sono un flusso di elettroni in movimento ad alta velocità.
Esistono due tipi di decadimento β: β+ e β-. Quando β decadimenti, oltre a positroni o elettroni negativi, vengono emessi anche neutrini o antineutrino. Il beta-decadimento è la conversione dei neutroni nel nucleo in protoni (rimanendo nel nucleo) e rilascia un elettrone e un antineutrino associati all'elettrone. Il decadimento beta+ è il fatto che ci sono meno neutroni nel nucleo, e i protoni vengono convertiti in neutroni (rimanendo nel nucleo), e un positrone e un neutrino vengono rilasciati allo stesso tempo.
I raggi gamma sono un flusso di fotoni. Di solito viene emesso quando si forma un nuovo nucleo dopo il decadimento alfa o il decadimento beta. Questo perché il nucleo madre radioattivo diventa un nucleo figlio eccitato dopo il suddetto decadimento, e quando il nucleo figlio passa a uno stato normale, generalmente irradia fotoni gamma.
Il numero totale di cariche e la massa totale di particelle prima del decadimento è uguale al numero totale di cariche e alla massa totale di tutte le particelle dopo il decadimento
Legge del decadimento radioattivo
Ci sono N nuclei nel campione al tempo t, e il dN decade entro il tempo dt.
t=0, N=N0, sì
La formula di cui sopra è chiamata legge del decadimento radioattivo.
Il significato fisico è: al tempo t, il rapporto tra il numero di nuclei che decadono per unità di tempo al numero totale di nuclei in quel momento. Più grande è, più veloce è il decadimento.
È consuetudine usare l'emidità per caratterizzare il tasso di decadimento degli elementi radioattivi. La definizione di emidità è: il tempo necessario affinché il nucleo decadi in N=N0/2. Espresso da T.
A volte la vita media τ è anche usata per indicare la velocità di decadimento. La durata media si riferisce al valore medio del tempo in cui ogni nucleo esiste prima che decadisca.
La radioattività (chiamata anche radioattività) si riferisce al numero di decadimenti nucleari di una sorgente radioattiva per unità di tempo.
Nel Sistema internazionale di unità di misura, l'unità di attività è becquerel (Bq). 1Bq rappresenta l'attività di una sorgente radioattiva che subisce decadimento nucleare una volta al secondo. L'unità comunemente usata è Curie (Ci).