방사성 붕괴
대부분의 일상 원자의 핵은 안정,즉 그들은 시간이 지남에 따라 변경되지 않습니다. 이 진술은 다소 오해의 소지가,하나,안정되지 않은 핵은 일반적으로 오래 지속되지 않기 때문에 일상적인 경험의 일부가 될하지 않는 경향이 있기 때문에. 사실,핵의 알려진 동위 원소의 대부분은 안정되지 않습니다;대신,그들은 종종 원래 원자의 정체성을 변경 방사성 붕괴라는 과정을 통해 이동합니다.
방사성 붕괴에서 핵은 예측할 수없는 기간 동안 변하지 않고 고속 입자 또는 광자를 방출 한 후 다른 핵이 원본을 대체 할 것입니다. 각각의 불안정한 동위 원소는 다른 속도로 붕괴;즉,각각은 주어진 기간 내에 부패 할 확률이 다릅니다(참조 부패 상수). 동일한 불안정한 핵의 컬렉션은 한 번에 모든 붕괴하지 않습니다. 대신,팝콘이 팬에 터지는 것처럼,그들은 일정 기간 동안 개별적으로 부패 할 것입니다. 원래 샘플의 절반이 붕괴하는 데 걸리는 시간을 동위 원소의 반감기라고합니다. 알려진 동위 원소의 반감기는 마이크로 초에서 수십억 년 사이입니다. 우라늄-238(238 유)의 반감기는 약 45 억년이며,이는 태양계 형성 이후 대략 경과 한 시간입니다. 따라서 지구는 그것이 형성되었을 때 가지고 있던 238 유의 약 절반을 가지고 있습니다.
방사성 붕괴의 세 가지 유형이 있습니다. 방사선이 여전히 신비한 19 세기 후반에 이러한 형태의 붕괴는 알파,베타 및 감마로 표시되었습니다. 에 알파 붕괴 핵은 두 개의 양성자와 두 개의 중성자를 배출하며,모두 알파 입자(나중에 정상적인 헬륨 원자의 핵과 동일한 것으로 발견됨)라고 불리는 곳에 함께 잠겨 있습니다. 딸,또는 부패,핵은 원래보다 두 개의 적은 양성자와 두 개의 적은 중성자를 가질 것이며,따라서 다른 화학 원소의 핵이 될 것입니다. 일단 전자가 스스로 재 배열되면(그리고 두 개의 과잉 전자가 방황했다),원자는 사실 정체성을 바꿀 것이다.
베타 붕괴에서 핵의 중성자 중 하나는 양성자,빠르게 움직이는 전자 및 중성미자라고 불리는 입자로 변합니다. 이 빠른 전자 방출을 베타 방사선이라고합니다. 딸 핵은 원래보다 중성자가 하나 더 적고 양성자가 하나 더 있으므로 다시 다른 화학 원소입니다.
감마 붕괴에서 양성자 또는 중성자는 더 높은 궤도에서 더 낮은 궤도로 양자 도약을 만들어 그 과정에서 고 에너지 광자를 방출합니다. 이 경우 딸 핵의 화학적 정체성은 원본과 동일합니다.
방사능 핵이 붕괴되면 딸 핵도 방사능이 되는 경우가 종종 있다. 이 딸은 차례로 부패 할 것이고,그 부패의 딸 핵도 방사성 일 수 있습니다. 따라서,동일한 원자의 컬렉션은 시간이 지남에 따라 연속적인 붕괴 때문에 많은 종류의 원자의 혼합물로 바뀔 수 있습니다. 그러한 붕괴는 안정된 딸 핵이 생성 될 때까지 계속 될 것이다. 붕괴 체인이라고 불리는이 과정은 자연의 모든 곳에서 작동합니다. 예를 들어,우라늄-238 은 반감기 4 로 붕괴됩니다.토륨-234 로 50 억년,24 일 만에 프로 악티늄-234 로 붕괴되며,이는 또한 붕괴됩니다. 이 과정은 안정적 인 납-206 에 도달 할 때까지 계속됩니다(우라늄-토륨-납 연대 측정 참조). 라듐 및 라돈과 같은 위험한 요소는 부패 사슬의 중간 단계로 지각에서 지속적으로 생산됩니다.