Радиоактивный распад — самопроизвольное превращение нестабильного ядра. При записи ядерной реакции массовое число A показывает число нуклонов, а зарядовое число Z — число протонов. В любой реакции сохраняются зарядовое и массовое числа, энергия, импульс и момент импульса.
Альфа-излучение
Резерфорд исследовал отклонение альфа-частиц в магнитном поле, затем измерил суммарный заряд известного числа частиц. Заряд одной частицы оказался равен +2e, а её масса — приблизительно четырём атомным единицам массы. Такой же заряд и массу имеет ядро гелия. Накопление гелия в сосуде с поглощёнными альфа-частицами подтвердило вывод: альфа-частица — ядро атома гелия.
При альфа-распаде ядро теряет два протона и четыре нуклона. Правило смещения Содди записывается так:
Например,
Новый элемент находится на две клетки ближе к началу Периодической системы.
Альфа-частицы имеют большую ионизирующую способность, но малую проникающую способность. Снаружи их задерживает тонкий слой вещества, однако попадание альфа-активного вещества внутрь организма опасно: энергия выделяется непосредственно в тканях.
Активность
Активность радиоактивного вещества — число распадов за одну секунду. Один распад в секунду соответствует одному беккерелю. Активность характеризует частоту распадов источника, но сама по себе не определяет биологический вред: важны также вид излучения, энергия, расстояние, время воздействия и попадание вещества внутрь организма.
Резерфорд обнаружил радиоактивный газ при исследовании тория. Содди установил его химическую инертность. Газ получил название радон и занял место элемента с порядковым номером 86. Наблюдение быстрого уменьшения активности показало, что радиоактивные вещества могут иметь очень разные скорости распада.