Ein instabiler (d. h. radioaktiver) Kern kann nach der Emission von Partikeln und Energie stabiler werden. Dieser Prozess wird Als Zerfall (Radioaktiver Zerfall) bezeichnet. Diese Teilchen oder Energie (letztere, die durch elektromagnetische Wellen emittiert werden) werden kollektiv als Strahlung bezeichnet. Die strahlungse von instabilen Kernen können Alpha-Teilchen (Heliumkern), Beta-Partikel (Elektronen oder Positronen), Gammastrahlen oder Neutronen sein.
Während des Zerfallsprozesses eines Radionuklids nimmt die Anzahl der Kerne des Nuklids allmählich ab. Die Zeit, die benötigt wird, um auf nur die Hälfte der ursprünglichen Masse zu zerfallen, wird die Halbwertszeit des Nuklids genannt. Jedes Radionuklid hat eine bestimmte Halbwertszeit, die von wenigen Mikrosekunden bis zu Millionen von Jahren reicht.
Ein Phänomen, bei dem ein Atomkern durch die Emission eines bestimmten Teilchens zu einem neuen Kern wird. Der Kern ist ein Quantensystem. Der nukleare Zerfall ist eine spontane Veränderung des Kerns. Es ist ein Quantenübergangsprozess und er gehorcht den Gesetzen der Quantenstatistik. Für jedes Radionuklid ist der genaue Moment seines Verfalls unvorhersehbar, aber als Ganzes ist das Gesetz des Verfalls sehr klar. Wenn die Anzahl der nuklearen Zerfälle im dt-Zeitintervall dN ist, muss sie proportional zur Anzahl der zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Atomkerne N und natürlich auch proportional zum Zeitintervall dt sein.
Es gibt drei Arten von Zerfall: Alphazerfall, Betazerfall und Gammazerfall.
Kernspaltung
Kernspaltung bezieht sich auf die Spaltung eines Kerns in mehrere Kerne. Die Kernspaltung wird in der Regel durch Neutronen verursacht, die den Kern mit einer größeren Masse bombardieren. Nach der Kernspaltung werden zwei Teile gleicher Masse gebildet und Energie freigesetzt, was manchmal zu einer Kette führt. Energie = Masse ╳ Lichtgeschwindigkeit im Quadrat