衰變
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衰變，亦稱"蛻變"。指放射性元素放射出粒子而轉變為另一種元素的過程,如鐳放出α.
基本信息
中文名 衰變 [1]
外文名 Decay
適用範圍 經常用於形容化學粒子屬性
統稱 粒子或能量
基本介紹
放射性衰變通常都有一定的周期，並且一般不因物理或化學環境而改變，這也就是放射性可用於確定年代的原因。由於一個原子的衰變是自然地發生，即不能預知何時會發生，因此會以機率來表示。假設每顆原子衰變的機率大致相同，例如半衰期為一小時的原子，一小時後其未衰變的原子會剩下原來的二分之一，兩小時後會是四分之一，三小時後會是八分之一。
原子的某些衰變會產生出另一種元素，並會放出α粒子、β粒子或中微子，在發生衰變後，該原子也會釋出伽馬射線。衰變後的實物粒子靜止質量的總和會少於衰變前實物粒子靜止質量的總和，根據質能方程，能量可以表現出質量。當物體的能量增加E，其質量則增加E/C²，當物體的能量減少E，其質量也減少E/C²，如果一個原子核衰變後放出實物粒子，假設該原子核在衰變前相對於某一慣性參照物靜止，衰變後的新原子核和所放出的實物粒子相對於該慣性參照物運動，即對於該慣性參照物而言，新原子核和所放出的實物粒子具有動能，當新原子核或所放出的實物粒子與其他粒子發生碰撞，它便會失去能量。因此，衰變前和衰變後質量和能量都是守恆的，粒子的靜止質量則不守恆。如果該原子核放出光子，同樣的，光子也具有質量，但沒有靜止質量。通常衰變所產生的產物多也是帶放射性，因此會有一連串的衰變過程，直至該原子衰變至一穩定的同位素。
發生核衰變的放射性元素有的是在自然界中出現的天然放射性同位素，如碳14，但其衰變只會經過一次β衰變轉為氮14原子，並不會一連串地發生。也有很多是經過粒子對撞等方法人工製造的元素。
衰變類型
放射性原子核能以許多不同的形式進行衰變以使自身達到更穩定的狀態。下表中總結了主要的幾種衰變類型。一個質量數為A、原子序數為Z的原子核在表中描述為（A, Z），「子核」一欄以這種描述方式指出母核衰變後產生的子核與母核的不同。例如，（A，−，1，Z）意為「子核質量數比母核少1（即少一個核子），而原子序數比母核多1（即多一個質子）」。
摺疊α衰變 放射性探測器下的α粒子源α衰變是一种放射性衰變。在此過程中，一個原子核釋放一個α粒子（由兩個中子和兩個質子形成的氦原子核），並且轉變成一個質量數減少4，核電荷數減少2的新原子核。
一個α粒子與一個氦原子核相同，兩者質量數和核電荷數相同。α衰變從本質上說，是量子力學隧道效應[1]的一個過程。與β衰變不同，它由強相互作用支配。
衰變產生的α粒子的動能通常為5MeV左右，速度是30,000km/s，光速的十分之一。因為它質量相對較大，帶兩個單位的正電荷，速度相對較慢（針對其他衰變粒子），所以它們容易與其他原子相互作用而失去能量。因此，它們可以被一層幾厘米厚的空氣幾乎完全吸收。
β衰變
量子力學角度的β衰變β衰變是一种放射性衰變。在此過程中，一個原子核釋放一個β粒子（電子或者正電子），分為β+衰變（釋放正電子）和β-衰變（釋放電子）。
β-衰變中，弱相互作用把一個中子轉變成一個質子，一個電子和一個反電子中微子。其實質是一個下夸克通過釋放一個W-玻色子轉變成一個上夸克。W-玻色子隨後衰變成一個電子和一個反電子中微子。
β+衰變中，一個質子吸收能量轉變成一個中子，一個正電子和一個電子中微子。其實質是一個上夸克通過釋放一個W+玻色子轉變成一個下夸克。W+玻色子隨後衰變成一個正電子和一個電子中微子。
與β-衰變不同，β+衰變不能單獨發生，因為它必須吸收能量。在所有β+衰變能夠發生的情況下，通常還伴隨有電子捕獲反應。
γ輻射
γ射線通常伴隨其他形式的輻射產生，例如α射線，β射線。當一個原子核發生α衰變或者β衰變時，生成的新原子核有時會處於激發態，這時，新原子核會向低能級發生躍遷，同時釋放γ粒子。這就是γ輻射。
γ射線，x-射線, 可見光和紫外線,都是不同形式的電磁輻射。唯一的區別是光的頻率，也就是光子的能量。γ光子的能量最高。
變化規律
在核的天然衰變中，核變化的最基本的規律是質量數守恆和電荷數守恆。
① α衰變:隨着α衰變，新核在元素周期表中位置向前移2位，即
② β衰變:隨着β衰變，新核在元素周期表中位置向後移1位，即
③ γ衰變:隨着γ衰變，變化的不是核的種類，而是核的能量狀態。但一般情況下，γ衰變總是伴隨α衰變或β衰變進行的。
半衰期間
放射性元素的原子核有半數發生衰變所需要的時間稱為半衰期。不同的放射性元素的半衰期是不同的，但對於確定的放射性元素，其半衰期是確定的。它由原子核的內部因素所決定，跟元素的化學狀態、溫度、壓強等因素無關。