Радиоактивный распад нестабильных ядер является результатом различных физических процессов, связанных с неправильным соотношением сил, действующих внутри атомного ядра. Основные механизмы, лежащие в основе радиационного распада, следующие:

α-распад: Это процесс, при котором ядро испускает альфа-частицу, состоящую из двух протонов и двух нейтронов (т. е. ядро гелия). Этот тип распада происходит, когда ядро имеет слишком много протонов и нейтронов, что ведет к нестабильности. В результате α-распада происходит снижение атомного номера на 2 и массового числа на 4.

β-распад: В этом процессе происходит преобразование нейтрона в протон (или наоборот) с выделением β-частицы (электрона или позитрона) и нейтрино. β-распад может происходить, когда соотношение протонов и нейтронов в ядре не соответствует стабильно возможному соотношению.

γ-распад: Это излучение гамма-лучей, которое происходит, когда ядро переходит из высокоэнергетического состояния в низкоэнергетическое. γ-распад часто сопровождает альфа- или бета-распад и служит для освобождения избыточной энергии.

Спонтанное деление: Этот процесс наблюдается у тяжелых элементов, когда ядро может самопроизвольно делиться на два или более меньших ядра, что также сопровождается выделением энергии.

Что касается определения видов распада и времени полураспада:

Вид распада зависит от специфических свойств ядра, таких как соотношение протонов и нейтронов, энергетические уровни, а также взаимодействия, действующие в ядре (например, ядерные силы).

Время полураспада — это время, за которое распадается половина количества атомов данного изотопа. Оно является статистической величиной и может быть определено экспериментально путем наблюдения за изменением числа оставшихся атомов во времени. Полураспад для разных изотопов может варьироваться от долей секунды до миллионов и миллиардов лет и учитывает энергетические уровни и конфигурацию ядер.

Полураспад часто описывается экспоненциальной закономерностью, что означает, что на каждом этапе времени вероятность распада каждого отдельного ядра остается постоянной, что приводит к усреднению явления на большом количестве ядер.