Нуклоны, физическая природа радиоактивности. Превращения радионуклидов. Радиоактивные ряды (семейства).

Нукло́ны(от лат. nucleus — ядро) — общее название для протонов инейтронов.

Атомное ядро — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса, и структура которого определяет химический элемент, к которому относится атом. Размеры ядер различных атомов более чем в 100 тысяч раз меньше размеров самого атома. Масса ядер примерно в 4000 раз больше массы входящих в атом электронов. Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия. Атомное ядро, рассматриваемое как класс частиц с определённым числом протонов и нейтронов, принято называть нуклидом.

Количество протонов в ядре называется его зарядовым числом Z  − это число равно порядковому номеру элемента, к которому относится атом в таблице Менделеева. Количество протонов в ядре полностью определяет структуру электронной оболочки нейтрального атома и, таким образом, химические свойства соответствующего элемента. Количество нейтронов в ядре называется его изотопическим числом N. Ядра с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называются изотопами. Полное количество нуклонов в ядре называется его массовым числом А (очевидно А=N+Z) и приблизительно равно средней массе атома, указанной в таблице Менделеева. Для обозначения атомных ядер используется следующая система. В середине ставится символ химического элемента, что однозначно определяет зарядовое число Z ядра; вокруг обозначения элемента указывают все характеризующие ядро его атома числа:

• слева снизу − зарядовое число Z, то есть, то же самое, что указано символом элемента;
• слева сверху − массовое число А;
• справа снизу − изотопическое число N;

Например, уран-238:

238

92U146

Лишь небольшая часть нуклидов являются стабильными. В большинстве случаев ядерные силы оказываются неспособны обеспечить их постоянную целостность, и ядра рано или поздно распадаются. Это явление получило название радиоактивности.

Радиоактивность (от лат. radius «луч» и āctīvus «действенный») − свойство атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) изменять свой состав (заряд Z, массовое число A) путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов. Соответствующее явление называется радиоактивным распадом. Радиоактивностью называют также свойство вещества, содержащего радиоактивные ядра.

Установлено, что радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим 82 (то есть, начиная с висмута), и многие более лёгкие элементы (прометий и  технеций) не имеют стабильных изотопов, а у некоторых элементов, таких как индий, калий, или кальций, часть природных изотопов стабильны, другие же радиоактивны.

Естественная радиоактивность  − самопроизвольный распад ядер элементов, встречающихся в природе.

Искусственная радиоактивность  − самопроизвольный распад ядер элементов, полученных искусственным путем через соответствующие ядерные реакции.