واپاشی هسته‌ای: تفاوت میان نسخه‌ها

تا اوایل قرن بیستم میلادی تصور بر این بود که تمام عناصر پایدار هستند، زیرا نظریه اتمی [[جان دالتون]] بیان می‌کرد که اتم‌ها نه به وجود می‌آیند و نه از بین می‌روند و همه اتم‌های یک عنصر مشخص، از نظر کیفی ویژگی‌های یکسان دارند. در سال ۱۸۹۶، [[آنری بکرل|هانری بکرل]] به صورت اتفاقی پدیده پرتوزایی {{به انگلیسی|Radioactivity}} را کشف کرد. کشف پرتوزایی دانشمندان را بر آن کرد تا دلیل به وجود آمدنش را پیدا کنند. آزمایش‌های [[ارنست رادرفورد]] بر روی این پدیده، منجر به کشف هسته اتم شد. طبق آزمایش‌های رادرفورد، هسته اتم بار مثبت الکتریکی دارد که بعدها مشخص شد ناشی از [[پروتون|پروتون‌‌ها]] است، ولی این به تنهایی نمی‌توانست پرتوزایی را توضیح دهد، حال آنکه باید ذره دیگریعاملی وجود داشته باشد تا پروتون‌ها را در کنار هم نگه دارد تا از فروپاشی هسته به وسیله [[قانون کولن|نیروی کولنی]] بین پروتون‌ها جلوگیری کند. پس از کشف [[نوترون]] توسط [[جیمز چدویک|جیمز چادویک]] در سال ۱۹۳۲، به مدت کوتاهی معلوم شد که نوترون دومین ذره تشکیل دهنده هسته می‌باشد و عامل اصلی پایداری هسته و همچنین واپاشی آن است. پس از اثبات نوترون به عنوان دومین ذره تشکیل دهنده هسته، مفهومی به نام [[ایزوتوپ]] مطرح شد که بعدها با آزمایش‌های تجربی ثابت شد. ایزوتوپ ({{به انگلیسی|Isotope}} و {{به یونانی|Ισότοπο}}) به معنای «هم‌جا» و «هم‌مکان»، به اتم‌هایی از یک عنصر مشخص گفته می‌شود که با وجود داشتن [[عدد اتمی]] و فعالیت شیمیایی یکسان، [[عدد جرمی]] متفاوت دارند. پایداری و ناپایداری این ایزوتوپ‌ها به تعداد نوترون‌های آن بستگی دارد. برای مثال، بعضی از عناصر تنها دارای یک ایزوتوپ پایدار هستند، مانند آلومینیوم که تنها یک ایزوتوپ پایدار (<chem>^{27}_{13}Al</chem>و <chem>^{40}_{19}K</chem>) دارد و بقیه همگی ناپایدار هستند (البته بعضی از آن‌ها ممکن است نیمه عمر بسیار طولانی داشته باشند، مانند <chem>^{26}_{13}Al</chem>و <chem>^{235}_{92}U</chem>)، برخی دو یا چند ایزوتوپ پایدار دارند، مانند فلزهای مس (<chem>^{63}_{29}Cu</chem> و <chem>^{65}_{29}Cu</chem>) و قلع (<chem>^{112}_{50}Sn</chem>و <chem>^{114}_{50}Sn</chem>و <chem>^{116}_{50}Sn</chem>و ...) و برخی دیگر ایزوتوپ پایداری ندارند، مانند اورانیوم (پایدارترین ایزوتوپ <chem>^{238}_{92}U</chem>با نیمه عمر ۴٫۴۶۸۳‎ میلیارد سال) و فرانسیم (پایدارترین ایزوتوپ<chem>^{223}_{87}Fr</chem>با نیمه عمر 22 دقیقه). عناصر مصنوعی نیز عموماً نیمه عمر بسیار کوتاهی دارند، مانند عنصر اوگانسون (<chem>^{}_{118}Og</chem>) که در پایدارترین حالت نیمه عمرعمری برابر ۸۹۰ میکروثانیه دارنددارد. معروف‌ترین ایزوتوپ‌ها، ایزوتوپ‌های سه‌گانه هیدروژن هستند که در پایین معرفی خواهند شد:

معمولا اگر تعداد نوترون‌های هسته یک اتم ۱/۵ برابر تعداد پروتون‌های آنپروتون‌هایش باشد، آن اتم پرتوزا می‌شود، ولی در یک قاعده کلی تمام عناصر شناخته شده سنگین‌تر از سرب پرتوزا هستند.