Radioaktivní rozpad
jádrech většiny každodenní atomy jsou stabilní—to znamená, že se nemění v průběhu času. Toto tvrzení je však poněkud zavádějící, protože jádra, která nejsou stabilní, obecně netrvají dlouho, a proto nemají tendenci být součástí každodenní zkušenosti. Ve skutečnosti, většina známých izotopů jader není stabilní; namísto, procházejí procesem zvaným radioaktivní rozpad, který často mění identitu původního atomu.
při radioaktivním rozpadu zůstane jádro po určitou nepředvídatelnou dobu nezměněno a poté emituje vysokorychlostní částice nebo foton, po kterém jiné jádro nahradí originál. Každý nestabilní izotop se rozpadá jinou rychlostí; to znamená, že každý má jinou pravděpodobnost rozpadu v daném časovém období (viz konstanta rozpadu). Sbírka identických nestabilních jader se nerozkládá najednou. Místo toho, jako popcorn praskání v pánvi, budou rozpadat jednotlivě po určitou dobu. Doba, po kterou se polovina původního vzorku rozpadne, se nazývá poločas izotopu. Poločasy známých izotopů se pohybují od mikrosekund do miliard let. Uran-238 (238U) má poločas asi 4,5 miliardy let, což je přibližně doba, která uplynula od vzniku sluneční soustavy. Země má tedy asi polovinu 238U, kterou měla, když byla vytvořena.
existují tři různé typy radioaktivního rozpadu. Na konci 19. století, kdy bylo záření stále záhadné, byly tyto formy rozpadu označeny jako alfa, beta a gama. V alfa rozpadu jádra uvolní dva protony a dva neutrony, všechny zamčené dohromady v co se nazývá alfa částice (později objeven být totožný s jádro běžného atomu helia). Dcera, nebo zkažená, jádro bude mít dva méně protony a dva neutrony méně než originál, a proto bude jádro jiného chemického prvku. Jakmile se elektrony přeuspořádají (a dva přebytečné elektrony putovaly), atom ve skutečnosti změní identitu.
v beta rozpadu se jeden z neutronů v jádře změní na proton, rychle se pohybující elektron a částici zvanou neutrino. Tato emise rychlých elektronů se nazývá beta záření. Dceřiné jádro má o jeden neutron méně a o jeden proton více než původní, a proto je opět jiný chemický prvek.
V gama rozpad protonu nebo neutronu je kvantový skok z vyšší na nižší oběžnou dráhu, vyzařují vysokoenergetické fotonové v procesu. V tomto případě je chemická identita dceřiného jádra stejná jako původní.
když se radioaktivní jádro rozpadá, často se stává, že Dceřiné jádro je také radioaktivní. Tato dcera se postupně rozpadne, a dceřiné jádro tohoto rozpadu může být také radioaktivní. Tak, sběr identických atomů může po čase být se změnil na směs mnoha druhů atomů, protože se postupně rozkládá. Takové rozpady budou pokračovat, dokud se nevytvoří stabilní dceřiná jádra. Tento proces, nazývaný rozpadový řetězec, funguje všude v přírodě. Například uran-238 se rozpadá s poločasem rozpadu 4.5 miliard let na thorium-234, které se za 24 dní rozpadá na protaktinium-234, které se také rozpadá. Tento proces pokračuje, dokud se nedostane na olovo-206, což je stabilní (viz datování uranu-thoria-olova). Nebezpečné prvky, jako je radium a radon jsou neustále produkovány v Zemské kůře jako zprostředkovatel kroky v rozkladu řetězy.