Rodzaje przemian promieniotwórczych. Transformacja jąder atomowych Prawa rozpadu promieniotwórczego Czym są przemiany radioaktywne jąder atomowych

Co dzieje się z materią podczas promieniowania radioaktywnego? Aby odpowiedzieć na to pytanie na początku XX wieku. nie było to zbyt łatwe. Już na samym początku badań nad radioaktywnością odkryto wiele dziwnych i niezwykłych rzeczy.

Po pierwsze, niesamowita konsystencja, z jaką pierwiastki promieniotwórcze uran, tor i rad emitują promieniowanie. Na przestrzeni dni, miesięcy i lat natężenie promieniowania nie zmieniało się zauważalnie. Nie ulegało ono wpływom zwykłych czynników, takich jak ciepło czy zwiększone ciśnienie.

Reakcje chemiczne, w które weszły substancje radioaktywne, również nie miały wpływu na intensywność promieniowania.

Po drugie, wkrótce po odkryciu radioaktywności stało się jasne, że radioaktywności towarzyszy uwalnianie energii. Pierre Curie umieścił ampułkę chlorku radu w kalorymetrze. Pochłaniano w nim promienie α, β i γ, a pod wpływem ich energii nagrzewano kalorymetr. Curie ustaliła, że 1 g radu uwalnia w ciągu godziny 582 J energii. Energia ta jest uwalniana w sposób ciągły przez wiele lat.

Ta myśl nie może jednak wywołać większego zdziwienia, gdyż dziecko może o niej usłyszeć jeszcze zanim nauczy się czytać. Ale na początku XX w. wydawało się to fantastyczne i decyzja o wyrażeniu tego wymagała dużej odwagi. Właśnie wówczas uzyskano niepodważalny dowód na istnienie atomów. Wielowiekowa idea Demokryta na temat atomowej budowy materii w końcu zatriumfowała. I niemal natychmiast po tym niezmienność atomów zostaje zakwestionowana.

Nie będziemy szczegółowo omawiać tych eksperymentów, które ostatecznie doprowadziły do całkowitej pewności, że podczas rozpadu radioaktywnego zachodzi łańcuch kolejnych przemian atomów. Zatrzymajmy się tylko na pierwszych eksperymentach rozpoczętych przez Rutherforda i kontynuowanych przez niego wspólnie z angielskim chemikiem F. Soddym (1877-1956).

Rutherford to odkrył Aktywność toru, definiowana jako liczba rozpadów w jednostce czasu, pozostaje niezmieniona w zamkniętej ampułce. Jeśli preparat wdmuchuje się nawet przy bardzo słabych prądach powietrza, wówczas aktywność toru ulega znacznemu zmniejszeniu. Rutherford zasugerował, że tor jednocześnie z cząsteczkami alfa emituje pewien rodzaj gazu, który jest również radioaktywny. Nazwał ten gaz emanacja. Zasysając powietrze z ampułki zawierającej tor, Rutherford wyizolował radioaktywny gaz i zbadał jego zdolność jonizującą. Okazało się, że aktywność tego gazu gwałtownie maleje wraz z upływem czasu. Z każdą minutą aktywność spada o połowę, a po dziesięciu minutach jest praktycznie równa zeru. Soddy zbadał właściwości chemiczne tego gazu i stwierdził, że nie wchodzi on w żadne reakcje, czyli jest gazem obojętnym. Następnie gaz nadano nazwę radon i umieszczono w układzie okresowym pod numerem seryjnym 86. Przekształceniom uległy także inne pierwiastki promieniotwórcze: uran, aktyn, rad. Ogólny wniosek, do którego doszli naukowcy, trafnie sformułował Rutherford: „Atomy substancji radioaktywnej podlegają samorzutnym modyfikacjom. W każdym momencie niewielka część całkowitej liczby atomów staje się niestabilna i eksploduje. W przeważającej większości przypadków fragment atomu – cząstka α – zostaje wyrzucony z ogromną prędkością. W niektórych innych przypadkach eksplozji towarzyszy wyrzucenie szybkiego elektronu i pojawienie się promieni, które podobnie jak promienie rentgenowskie mają dużą siłę penetracji i nazywane są promieniowaniem γ. Odkryto, że w wyniku przemiany atomowej powstaje zupełnie nowy rodzaj substancji, całkowicie różniący się swoimi właściwościami fizycznymi i chemicznymi od substancji pierwotnej. Ta nowa substancja sama w sobie jest jednak niestabilna i ulega przemianie wraz z emisją charakterystycznego promieniowania radioaktywnego.

Zatem dokładnie ustalono, że atomy niektórych pierwiastków ulegają samoistnemu rozpadowi, któremu towarzyszy emisja energii w ilościach ogromnych w porównaniu z energią uwalnianą podczas zwykłych modyfikacji molekularnych.

Po odkryciu jądra atomowego od razu stało się jasne, że to właśnie jądro ulegało zmianom podczas przemian radioaktywnych. Przecież w powłoce elektronowej w ogóle nie ma cząstek os, a zmniejszenie liczby elektronów powłoki o jeden zamienia atom w jon, a nie w nowy pierwiastek chemiczny. Wyrzucenie elektronu z jądra zmienia ładunek jądra (zwiększa go) o jeden. Ładunek jądra określa liczbę atomową pierwiastka w układzie okresowym i wszystkie jego właściwości chemiczne.

Notatka

Literatura

Myakishev G.Ya. Fizyka: Optyka. Fizyka kwantowa. Klasa 11: Edukacyjna. do dogłębnego studiowania fizyki. - M.: Drop, 2002. - s. 351-353.

Historia odkryć

Już w 1903 roku fizycy Rutherford i Soddy odkryli, że podczas radioaktywnego rozpadu alfa pierwiastek rad zamienia się w inny pierwiastek chemiczny – radon. Te dwa pierwiastki chemiczne mają zupełnie inne właściwości. Rad jest metalem stałym, a radon jest gazem obojętnym. Atomy radu i radonu różnią się masą, liczbą elektronów w powłoce elektronowej i ładunkiem jądra. Dalsze badania wykazały, że podczas rozpadu beta następuje przemiana niektórych pierwiastków chemicznych w inne. W 1911 roku Rutherford zaproponował jądrowy model atomu. Istota modelu była następująca: atom składa się z dodatnio naładowanego jądra i ujemnie naładowanych elektronów, które poruszają się po jądrze. Logiczne było założenie, że w takim modelu atomu podczas rozpadu radioaktywnego alfa lub beta to właśnie w jądrze atomu następuje zmiana, gdyż gdyby zmieniła się tylko liczba elektronów, to nowy pierwiastek chemiczny nie powstałby można otrzymać, ale otrzymalibyśmy jon tego samego pierwiastka chemicznego.

Formułowy obraz rozkładu

Rozpad alfa radu zapisuje się w następujący sposób:

(226,88)Ra -> (222,86)Rn + (4,2)He.

Zdjęcie

We wzorze powyżej (226,88)Ra oznacza jądro atomu radu, (222,86)Rn jądro atomu radonu, a (4.2)He oznacza cząstkę alfa lub jądro atomu helu.

Należy pamiętać, że do określenia jądra atomu stosuje się tę samą notację, co do samego atomu. Spójrzmy na indeksy. Liczba na górze nazywa się liczbą masową. Liczba masowa jądra atomu pokazuje, ile jednostek masy atomowej zawiera się w masie jądra danego atomu. Liczba zapisana poniżej nazywa się liczbą opłat. Liczba ładunków jądra atomu pokazuje, ile elementarnych ładunków elektrycznych zawiera się w ładunku jądra danego atomu. Liczby masy i ładunku są zawsze liczbami całkowitymi i wartościami dodatnimi. Nie mają osobnej jednostki oznaczenia, gdyż wyrażają, ile razy masa i ładunek jądra danego atomu są większe od wskaźników jednostkowych.

Istota zjawiska

Przeanalizujmy równanie reakcji, które napisaliśmy dla rozpadu alfa jądra atomu radu.

(226,88)Ra -> (222,86)Rn + (4,2)He.

Mamy, że jądro atomu radu emitując cząstkę alfa straciło 4 jednostki masy i dwa ładunki elementarne i jednocześnie zamieniło się w jądro atomu radonu. Można zauważyć, że prawa zachowania liczby masowej i ładunku są spełnione. Dodajmy osobno liczby masowe i ładunkowe dwóch powstałych pierwiastków:

Jak widać, w sumie dają te same wskaźniki, co jądro atomu radu. Z powyższego wynika, że jądro atomu również składa się z pewnych cząstek, czyli innymi słowy ma złożony skład. Możemy teraz wyjaśnić definicję radioaktywności. Radioaktywność- zdolność jąder niektórych atomów do samoistnego przekształcania się w inne jądra podczas emisji cząstek.

Co dzieje się z materią podczas promieniowania radioaktywnego?
Już na samym początku badań nad radioaktywnością odkryto wiele dziwnych i niezwykłych rzeczy.

Po pierwsze Zaskakująca była konsystencja, z jaką pierwiastki radioaktywne: uran, tor i rad, emitowały promieniowanie.
W ciągu dni, miesięcy, a nawet lat natężenie promieniowania nie zmieniało się zauważalnie.
Nie ulegało ono wpływom typowych czynników, takich jak ciepło i zwiększone ciśnienie.
Reakcje chemiczne, w które weszły substancje radioaktywne, również nie miały wpływu na intensywność promieniowania.

Po drugie wkrótce po odkryciu radioaktywności stało się jasne, że radioaktywności towarzyszy uwalnianie energii.
Pierre Curie umieścił ampułkę chlorku radu w kalorymetrze.
Pochłaniano w nim promienie α, β i γ, a pod wpływem ich energii nagrzewano kalorymetr.
Curie ustaliła, że rad o masie 1 g emituje w ciągu godziny energię w przybliżeniu równą 582 J.
A taka energia uwalnia się nieprzerwanie przez wiele lat!

Skąd pochodzi energia, na której uwolnienie nie mają wpływu żadne znane wpływy?
Najwyraźniej podczas radioaktywności substancja ulega głębokim zmianom, zupełnie odmiennym od zwykłych przemian chemicznych.
Założono, że przemianom ulegają same atomy.
Ta myśl nie może jednak wywołać większego zdziwienia, gdyż dziecko może o niej usłyszeć jeszcze zanim nauczy się czytać.
Ale na początku XX w. wydawało się to fantastyczne i wymagało wielkiej odwagi, aby odważyć się to wyrazić.
Właśnie wówczas uzyskano niepodważalny dowód na istnienie atomów.
Idea Demokryta dotycząca atomowej budowy materii ostatecznie zatriumfowała.
I niemal natychmiast po tym niezmienność atomów zostaje zakwestionowana.

Tak więc podczas rozpadu promieniotwórczego następuje łańcuch kolejnych przemian atomów.
Zatrzymajmy się na pierwszych eksperymentach rozpoczętych przez Rutherforda i kontynuowanych przez niego wraz z angielskim chemikiem F. Soddym.

Rutherford to odkrył działalność tor, zdefiniowany jako liczba cząstek alfa emitowanych w jednostce czasu, pozostaje niezmieniony w zamkniętej ampułce.
Jeśli preparat wdmuchuje się nawet przy bardzo słabych prądach powietrza, wówczas aktywność toru ulega znacznemu zmniejszeniu.
Naukowiec zasugerował, że tor jednocześnie z cząsteczkami α emituje jakiś rodzaj radioaktywnego gazu.

Zasysając powietrze z ampułki zawierającej tor, Rutherford wyizolował radioaktywny gaz i zbadał jego zdolność jonizującą.
Okazało się, że aktywność tego gazu (w odróżnieniu od aktywności toru, uranu i radu) z czasem bardzo szybko maleje.
Z każdą minutą aktywność zmniejsza się o połowę, a po dziesięciu minutach staje się prawie równa zeru.
Soddy zbadał właściwości chemiczne tego gazu i stwierdził, że nie wchodzi on w żadne reakcje, czyli jest gazem obojętnym.
Następnie gaz ten nazwano radonem i umieszczono w układzie okresowym D. I. Mendelejewa pod numerem seryjnym 86.

Przemianom uległy także inne pierwiastki promieniotwórcze: uran, aktyn, rad.
Ogólny wniosek, jaki wyciągnęli naukowcy, został precyzyjnie sformułowany przez Rutherforda: „Atomy substancji radioaktywnej podlegają samorzutnym modyfikacjom.
W każdym momencie niewielka część całkowitej liczby atomów staje się niestabilna i eksploduje.
W przeważającej większości przypadków fragment atomu – cząstka α – zostaje wyrzucony z ogromną prędkością.
W niektórych innych przypadkach eksplozji towarzyszy wyrzucenie szybkiego elektronu i pojawienie się promieni, które podobnie jak promienie rentgenowskie mają dużą siłę przenikania i nazywane są promieniowaniem γ.

Odkryto, że w wyniku przemiany atomowej powstaje zupełnie nowy rodzaj substancji, całkowicie różniący się swoimi właściwościami fizycznymi i chemicznymi od substancji pierwotnej.
Ta nowa substancja sama w sobie jest jednak niestabilna i ulega przemianie wraz z emisją charakterystycznego promieniowania radioaktywnego.

Po odkryciu jądra atomowego od razu stało się jasne, że to właśnie jądro ulegało zmianom podczas przemian radioaktywnych.
Przecież w powłoce elektronowej w ogóle nie ma cząstek alfa, a zmniejszenie liczby elektronów powłoki o jeden zamienia atom w jon, a nie w nowy pierwiastek chemiczny.
Wyrzucenie elektronu z jądra zmienia ładunek jądra (zwiększa go) o jeden.

Zatem radioaktywność to spontaniczna przemiana niektórych jąder w inne, której towarzyszy emisja różnych cząstek.

Reguła offsetu

Przekształcenia jądrowe podlegają tzw zasada przemieszczenia, sformułowane po raz pierwszy przez Soddy’ego.

Podczas rozpadu α jądro traci ładunek dodatni 2e, a jego masa M zmniejsza się o około cztery jednostki masy atomowej.
W rezultacie pierwiastek zostaje przesunięty o dwie komórki na początek układu okresowego.

Tutaj pierwiastek jest oznaczony, podobnie jak w chemii, za pomocą ogólnie przyjętych symboli: ładunek jądrowy jest zapisywany jako indeks w lewym dolnym rogu symbolu, a masa atomowa jest zapisywana jako indeks w lewym górnym rogu symbolu.
Na przykład wodór jest reprezentowany przez symbol
W przypadku cząstki α, która jest jądrem atomu helu, stosuje się zapis itp.
Podczas rozpadu beta z jądra emitowany jest elektron
W rezultacie ładunek jądrowy wzrasta o jeden, ale masa pozostaje prawie niezmieniona:

Tutaj oznacza elektron: indeks 0 na górze oznacza, że jego masa jest bardzo mała w porównaniu z atomową jednostką masy; antyneutrino elektronowe to cząstka neutralna o bardzo małej (prawdopodobnie zerowej) masie, która przenosi część energii podczas rozpadu β.
Powstawaniu antyneutrina towarzyszy rozpad β dowolnego jądra, a cząstka ta często nie jest wskazywana w równaniach odpowiednich reakcji.

Po rozpadzie β pierwiastek przesuwa się o jedną komórkę bliżej końca układu okresowego..

Promieniowaniu gamma nie towarzyszy zmiana ładunku; masa jądra zmienia się w sposób pomijalny.

Zgodnie z zasadą przemieszczenia podczas rozpadu radioaktywnego całkowity ładunek elektryczny jest zachowany, a względna masa atomowa jąder jest w przybliżeniu zachowana.
Nowe jądra powstałe podczas rozpadu promieniotwórczego mogą być również radioaktywne i ulegać dalszym przemianom.

Więc,
Podczas rozpadu radioaktywnego jądra atomowe ulegają przemianie.

Na poprzedniej lekcji omawialiśmy zagadnienie związane z eksperymentem Rutherforda, w wyniku którego wiemy już, że atom jest modelem planetarnym. Nazywa się to planetarnym modelem atomu. W centrum jądra znajduje się masywne, dodatnio naładowane jądro. A elektrony krążą wokół jądra na swoich orbitach.

Ryż. 1. Planetarny model atomu Rutherforda

Frederick Soddy brał udział w eksperymentach razem z Rutherfordem. Soddy jest chemikiem, dlatego swoją pracę przeprowadził właśnie w zakresie identyfikacji otrzymanych pierwiastków na podstawie ich właściwości chemicznych. To Soddy'emu udało się dowiedzieć, czym są cząstki a, których przepływ spadał na złotą płytkę w eksperymentach Rutherforda. Po dokonaniu pomiarów okazało się, że masa cząstki a wynosi 4 jednostki masy atomowej, a ładunek cząstki a wynosi 2 ładunki elementarne. Porównując te rzeczy, po zgromadzeniu określonej liczby cząstek a, naukowcy odkryli, że cząstki te zamieniły się w pierwiastek chemiczny - gazowy hel.

Znane były właściwości chemiczne helu, dzięki czemu Soddy argumentował, że jądra będące cząstkami a wychwytują elektrony z zewnątrz i zamieniają się w obojętne atomy helu.

Następnie główne wysiłki naukowców miały na celu zbadanie jądra atomu. Stało się jasne, że wszystkie procesy zachodzące podczas promieniowania radioaktywnego zachodzą nie z powłoką elektronową, nie z elektronami otaczającymi jądra, ale z samymi jądrami. To właśnie w jądrach zachodzą pewne przemiany, w wyniku których powstają nowe pierwiastki chemiczne.

Pierwszy taki łańcuch otrzymano w celu przekształcenia pierwiastka radu, który stosowano w eksperymentach nad radioaktywnością, w radon w postaci gazu obojętnego z emisją cząstki a; reakcja w tym przypadku jest zapisana w następujący sposób:

Po pierwsze, cząstka a ma 4 jednostki masy atomowej i podwójny, podwojony ładunek elementarny, a ładunek jest dodatni. Rad ma numer seryjny 88, jego liczba masowa to 226, a radon ma numer seryjny 86, liczba masowa 222 i pojawia się cząstka a. To jest jądro atomu helu. W tym przypadku piszemy po prostu hel. Numer porządkowy 2, numer mszalny 4.

Reakcje, w wyniku których powstają nowe pierwiastki chemiczne, a jednocześnie powstają nowe promieniowanie i inne pierwiastki chemiczne, nazywa się reakcje jądrowe.

Kiedy stało się jasne, że wewnątrz jądra zachodzą procesy radioaktywne, zajęto się innymi pierwiastkami, a nie tylko radem. Badając różne pierwiastki chemiczne, naukowcy zdali sobie sprawę, że istnieją nie tylko reakcje z emisją, promieniowaniem cząstki a z jądra atomu helu, ale także inne reakcje jądrowe. Na przykład reakcje z emisją cząstki b. Teraz wiemy, że są to elektrony. W tym przypadku powstaje również nowy pierwiastek chemiczny, odpowiednio nowa cząstka, jest to cząstka b, jest to również elektron. Szczególnie interesujące w tym przypadku są wszystkie pierwiastki chemiczne, których liczba atomowa jest większa niż 83.

Możemy zatem sformułować tzw Reguły Soddy'ego, czyli reguły przemieszczeń dla przemian radioaktywnych:

. Podczas rozpadu alfa liczba atomowa pierwiastka zmniejsza się o 2, a masa atomowa o 4.

Ryż. 2. Rozpad alfa

Podczas rozpadu beta liczba atomowa wzrasta o 1, ale masa atomowa się nie zmienia.

Ryż. 3. Rozpad beta

Lista dodatkowej literatury

Bronstein poseł Atomy i elektrony. „Biblioteka „Kwant””. Tom. 1. M.: Nauka, 1980
Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizyka: Podręcznik dla klasy IX liceum. M.: „Oświecenie”
Kitaygorodsky A.I. Fizyka dla każdego. Fotony i jądra. Księga 4. M.: Nauka
Myakishev G.Ya., Sinyakova A.Z. Fizyka. Optyka Fizyka kwantowa. Klasa 11: podręcznik do pogłębionego studiowania fizyki. M.: Drop
Rutherford E. Wybrane prace naukowe. Radioaktywność. M.: Nauka
Rutherford E. Wybrane prace naukowe. Budowa atomu i sztuczne przemiany pierwiastków. M.: Nauka

Był to jeden z najważniejszych etapów rozwoju współczesnej wiedzy fizycznej. Naukowcy nie od razu doszli do właściwych wniosków dotyczących struktury najmniejszych cząstek. Znacznie później odkryto inne prawa - na przykład prawa ruchu mikrocząstek, a także cechy transformacji jąder atomowych zachodzące podczas rozpadu radioaktywnego.

Eksperymenty Rutherforda

Radioaktywne przemiany jąder atomowych zostały po raz pierwszy zbadane przez angielskiego badacza Rutherforda. Już wtedy było jasne, że większość masy atomu leży w jego jądrze, ponieważ elektrony są setki razy lżejsze od nukleonów. Aby zbadać ładunek dodatni wewnątrz jądra, w 1906 roku Rutherford zaproponował zbadanie atomu cząstkami alfa. Takie cząstki powstały podczas rozpadu radu, a także niektórych innych substancji. Podczas swoich eksperymentów Rutherford poznał budowę atomu, czemu nadano nazwę „model planetarny”.

Pierwsze obserwacje radioaktywności

Już w 1985 roku angielski badacz W. Ramsay, znany z odkrycia gazowego argonu, dokonał interesującego odkrycia. Odkrył gazowy hel w minerale zwanym kleveitem. Następnie duże ilości helu znaleziono także w innych minerałach, ale tylko w tych zawierających tor i uran.

Naukowcowi wydawało się to bardzo dziwne: skąd w minerałach może brać się gaz? Kiedy jednak Rutherford zaczął badać naturę radioaktywności, okazało się, że hel jest produktem rozpadu radioaktywnego. Z niektórych pierwiastków chemicznych „rodzi się” inne, o zupełnie nowych właściwościach. I fakt ten zaprzeczał wszystkim wcześniejszym doświadczeniom chemików tamtych czasów.

Obserwacja Fredericka Soddy'ego

Razem z Rutherfordem w badania bezpośrednio zaangażowany był naukowiec Frederick Soddy. Był chemikiem i dlatego cała jego praca dotyczyła identyfikacji pierwiastków chemicznych na podstawie ich właściwości. W rzeczywistości radioaktywne przemiany jąder atomowych zostały po raz pierwszy zauważone przez Soddy'ego. Udało mu się dowiedzieć, czym są cząstki alfa, których Rutherford używał w swoich eksperymentach. Po dokonaniu pomiarów naukowcy odkryli, że masa jednej cząstki alfa wynosi 4 jednostki masy atomowej. Po zgromadzeniu określonej liczby takich cząstek alfa naukowcy odkryli, że zamieniły się one w nową substancję - hel. Właściwości tego gazu były dobrze znane Soddy’emu. Dlatego argumentował, że cząstki alfa są w stanie wychwytywać elektrony z zewnątrz i zamieniać się w obojętne atomy helu.

Zmiany wewnątrz jądra atomu

Kolejne badania miały na celu identyfikację cech jądra atomowego. Naukowcy zdali sobie sprawę, że wszystkie przemiany zachodzą nie z elektronami lub powłoką elektronową, ale bezpośrednio z samymi jądrami. To radioaktywne przemiany jąder atomowych przyczyniły się do przemiany jednych substancji w inne. W tamtym czasie cechy tych przemian były jeszcze nieznane naukowcom. Ale jedno było jasne: w rezultacie w jakiś sposób pojawiły się nowe pierwiastki chemiczne.

Po raz pierwszy naukowcom udało się prześledzić taki łańcuch metamorfoz w procesie przemiany radu w radon. Reakcje, w wyniku których dochodzi do takich przemian, którym towarzyszy specjalne promieniowanie, badacze nazwali jądrowymi. Upewniwszy się, że wszystkie te procesy zachodzą dokładnie w jądrze atomu, naukowcy zaczęli badać inne substancje, nie tylko rad.

Otwarte rodzaje promieniowania

Główną dyscypliną, która może wymagać odpowiedzi na takie pytania, jest fizyka (klasa 9). Jej kurs obejmuje przemiany radioaktywne jąder atomowych. Prowadząc eksperymenty nad przenikalnością promieniowania uranu, Rutherford odkrył dwa rodzaje promieniowania, czyli przemian radioaktywnych. Mniej przenikliwy typ nazwano promieniowaniem alfa. Później badano także promieniowanie beta. Promieniowanie gamma zostało po raz pierwszy zbadane przez Paula Villarda w 1900 roku. Naukowcy wykazali, że zjawisko radioaktywności jest związane z rozpadem jąder atomowych. W ten sposób zadany został miażdżący cios panującym dotychczas wyobrażeniom o atomie jako niepodzielnej cząstce.

Przekształcenia radioaktywne jąder atomowych: główne typy

Obecnie uważa się, że podczas rozpadu radioaktywnego zachodzą trzy rodzaje przemian: rozpad alfa, rozpad beta i wychwyt elektronów, zwany inaczej wychwytem K. Podczas rozpadu alfa cząstka alfa jest emitowana z jądra, które jest jądrem atomu helu. Samo radioaktywne jądro ulega przemianie w takie, które ma niższy ładunek elektryczny. Rozpad alfa jest charakterystyczny dla substancji zajmujących ostatnie miejsca w układzie okresowym. Do przemian radioaktywnych jąder atomowych zalicza się także rozpad beta. Zmienia się także skład jądra atomowego tego typu: traci ono neutrina lub antyneutrina, a także elektrony i pozytony.

Tego typu rozpadowi towarzyszy krótkofalowe promieniowanie elektromagnetyczne. Podczas wychwytywania elektronów jądro atomu pochłania jeden z pobliskich elektronów. W tym przypadku jądro berylu może przekształcić się w jądro litu. Typ ten odkrył w 1938 roku amerykański fizyk Alvarez, który zajmował się także badaniami radioaktywnych przemian jąder atomowych. Fotografie, na których badacze próbowali uchwycić takie procesy, zawierają obrazy przypominające rozmytą chmurę ze względu na mały rozmiar badanych cząstek.