Нестабилните атомни ядра спонтанно се разлагат, за да се образуват ядра с по-висока стабилност. Процесът на разлагане се нарича радиоактивност. Енергията и частиците, които се отделят по време на процеса на разлагане, се наричат радиация. Когато нестабилните ядра се разпадат в природата, процесът се нарича естествена радиоактивност. Когато нестабилните ядра се приготвят в лабораторията, разлагането се нарича индуцирана радиоактивност.
Има три основни типа естествена радиоактивност:
Алфа лъчение
Алфа лъчението се състои от поток от положително заредени частици, наречени алфа частици, които имат а атомна маса от 4 и заряд от +2 (хелиево ядро). Когато алфа частица се изхвърли от ядро, масовият брой на ядрото намалява с четири единици и атомно число намалява с две единици. Например:
23892U → 42Той + 23490Th
Ядрото на хелия е алфа частицата.
Бета радиация
Бета лъчението е поток от електрони, наречен бета частици. Когато се изхвърля бета частица, неутрон в ядрото се превръща в протон, т.е. така че масовото число
на ядрото е непроменено, но на атомното число се увеличава с едно мерна единица. Например:23490 → 0-1е + 23491татко
Електронът е бета частицата.
Гама лъчение
Гама лъчите са високоенергийни фотони с много къса дължина на вълната (0,0005 до 0,1 nm). Излъчването на гама лъчение е резултат от промяна на енергията в атомното ядро. Емисиите на гама не променят нито атомното число, нито числото атомна маса. Алфа и бета излъчването често са придружени от гама-излъчване, тъй като възбуденото ядро спада до по-ниско и по-стабилно енергийно състояние.
Алфа, бета и гама лъчение също придружават индуцираната радиоактивност. Радиоактивни изотопи се приготвят в лабораторията, използвайки реакции на бомбардиране, за да превърнат стабилно ядро в такова, което е радиоактивно. Позитрон (частица със същата маса като електрон, но заряд от +1 вместо -1) не се наблюдава в естествена радиоактивност, но това е често срещан начин на разпад при индуцирана радиоактивност. Реакциите на бомбардировките могат да бъдат използвани за получаване на много тежки елементи, включително много, които не се срещат в природата.