Радиоактивность (радиоактивный распад)
Состав ядра определяется его зарядом Z и массовым числом A. Так можно ли разложить по «ящичкам», снабженным указателями Z и A, все известные нам ядра? Нет. С течением времени в большинстве «ящичков» окажутся совсем другие экземпляры — большинство ядер изменит свой состав.
С одними это произойдет очень быстро, за ничтожные доли секунды, с другими — через миллионы лет.
Радиоактивность — это свойство атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) изменять свой состав, испуская элементарные частицы или ядерные фрагменты.
Ядра, испытывающие спонтанные распады, так и называют — радиоактивные ядра, в отличие от стабильных, неразваливающихся ядер. Подавляющее большинство ядер нестабильны. Радиоактивны все ядра с Z 83 и ядра с Z = 43 (Tc) и Z = 61 (Pm). Нет стабильных ядер с A = 5, A = 8 и A 209.
У всех стабильных ядер есть радиоактивные изотопы. У большей части стабильных ядер есть и стабильные изотопы.
Только один стабильный изотоп у элементов Be, F, Na, Al, P, Sc, V, Mn, Co, As, Y, Nb, Rh, I, Cs, La, Pr, Tb, Ho, Tm, Lu, Ta, Au, Bi. Максимальное число стабильных изотопов (десять) у олова Sn (с A = 112, 114-120, 122, 124).
Среди стабильных ядер больше всего четно-четных (с четными Z и N) и меньше всего нечетно-нечетных (с нечетными Z и N). Последних только четыре — 21H, 63Li, 105B, 147Na.
Радиоактивный распад может произойти, если масса ядра больше суммы масс осколков, на которые оно разваливается. Это необходимое, но вовсе не достаточное условие.
Удовлетворяющий этому критерию распад может быть запрещен законами сохранения. Радиоактивные распады носят статистический характер. Нельзя точно сказать, сколько ядер развалится в следующую секунду или когда произойдет распад данного конкретного ядра.
Совершенно одинаковые ядра живут разное время. Но, наблюдая за большим числом определенных нестабильных ядер, можно определить среднее время их жизни.
И оно в разных экспериментах получается одинаковым в пределах точности измерения. А вот средние времена жизни различных ядер отличаются очень сильно. Есть ядра, времена жизни которых измеряются секундами, минутами, сутками и годами.
Многие живут лишь доли секунды. Времена жизни других столь велики, что даже трудно представить, как удалось заметить их нестабильность. Например, ядра селена 82Se в среднем живут 2 • 1020 лет, а ядра тория 218Th — ~10-7 с.
