Tính ổn định của hạt nhân có nghĩa là hạt nhân sẽ không thay đổi một cách tự nhiên số lượng proton, neutron và các tính chất cơ bản của nó. Theo tính ổn định của hạt nhân, nó có thể được chia thành hai loại: hạt nhân ổn định và hạt nhân không ổn định (hoặc phóng xạ).
1. Các hạt nhân nguyên tử có số proton bằng và lớn hơn 84 đều không bền. Nghĩa là các nguyên tố sau số hiệu nguyên tử 84 đều là nguyên tố phóng xạ.
2. Một hạt nhân có ít hơn 84 proton có số proton và nơtron là số chẵn, hạt nhân của nó bền vững.
3. Các hạt nhân nguyên tử có số proton hoặc nơtron bằng 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 là đặc biệt bền. Những con số này được gọi là những con số kỳ diệu. Cả số proton và số nơtron đều là số ma thuật, được gọi là hạt nhân số ma thuật kép.
4. Tỉ lệ giữa số nơtron và số proton là n / p. Khi Z< 20="" thì="" n="" p="1," và="" hạt="" nhân="" bền.="" khi="" số="" lượng="" nguyên="" tử="" tăng="" lên,="" giá="" trị="" của="" n="" p="" tăng,="" và="" tỷ="" lệ="" này="" càng="" lớn="" thì="" độ="" ổn="" định="" càng="">
Phân rã hạt nhân
Các hạt nhân nguyên tử không ổn định sẽ tự phát biến thành một hạt nhân khác đồng thời phát ra bức xạ. Sự thay đổi này được gọi là sự phân rã phóng xạ. Có ba loại tia do hạt nhân phát ra trong quá trình phân rã: tia α, tia β và tia γ.
Tia alpha là dòng hạt alpha, là hạt nhân heli mang điện tích dương. Tia beta là một dòng electron chuyển động tốc độ cao.
Có hai dạng phân rã β: β + và β-. Khi β phân rã, ngoài positron hoặc electron âm, neutrino hoặc phản neutrino cũng được phát ra. Phân rã beta là sự chuyển đổi neutron trong hạt nhân thành proton (còn lại trong hạt nhân) và giải phóng một điện tử và một phản neutrino liên kết với điện tử. Phân rã beta + là thực tế là có ít neutron hơn trong hạt nhân, và các proton được chuyển thành neutron (còn lại trong hạt nhân), đồng thời một positron và một neutrino được giải phóng.
Tia gamma là một dòng photon. Nó thường được phát ra khi một hạt nhân mới được hình thành sau phân rã alpha hoặc phân rã beta. Điều này là do hạt nhân mẹ phóng xạ trở thành hạt nhân con bị kích thích sau sự phân rã nói trên, và khi hạt nhân con chuyển sang trạng thái bình thường, nó thường bức xạ photon gamma.
Tổng số điện tích và tổng khối lượng của các hạt trước khi phân rã bằng tổng số điện tích và tổng khối lượng của tất cả các hạt sau khi phân rã
Định luật phân rã phóng xạ
Có N hạt nhân trong mẫu tại thời điểm t, và dN phân rã trong khoảng thời gian dt.
t=0, N=N0, vâng
Công thức trên được gọi là định luật phân rã phóng xạ.
Ý nghĩa vật lý là: tại thời điểm t, tỉ số giữa số hạt nhân bị phân rã trong một đơn vị thời gian với tổng số hạt nhân tại thời điểm đó. Càng lớn, sự phân hủy càng nhanh.
Người ta thường sử dụng chu kỳ bán rã để đặc trưng cho tốc độ phân rã của các nguyên tố phóng xạ. Định nghĩa của chu kỳ bán rã là: thời gian cần thiết để hạt nhân phân rã thành N=N0 / 2. T bày tỏ.
Đôi khi thời gian sống trung bình τ cũng được dùng để chỉ tốc độ phân rã. Thời gian sống trung bình đề cập đến giá trị trung bình của thời gian mà mỗi hạt nhân tồn tại trước khi nó phân rã.
Độ phóng xạ (còn gọi là độ phóng xạ) dùng để chỉ số lần phân rã hạt nhân của một nguồn phóng xạ trong một đơn vị thời gian.
Trong Hệ thống Đơn vị Quốc tế, đơn vị hoạt động là becquerel (Bq). 1Bq đại diện cho hoạt động của một nguồn phóng xạ trải qua quá trình phân rã hạt nhân một lần trong một giây. Đơn vị thường được sử dụng là Curie (Ci).