Γιατί είναι ασταθές ισότοπο;
* Η ισχυρή πυρηνική δύναμη: Τα πρωτόνια και τα νετρόνια συγκρατούνται μαζί στον πυρήνα από την ισχυρή πυρηνική δύναμη. Αυτή η δύναμη είναι απίστευτα ισχυρή, αλλά έχει πολύ μικρό εύρος.
* Ηλεκτροστατική απόρριψη: Τα πρωτόνια, που είναι θετικά φορτισμένα, απωθούνται μεταξύ τους λόγω της ηλεκτροστατικής δύναμης. Αυτή η δύναμη είναι ασθενέστερη από την ισχυρή πυρηνική δύναμη, αλλά έχει μεγαλύτερο εύρος.
* Το υπόλοιπο: Για να είναι σταθερός ένας πυρήνας, η ισχυρή πυρηνική δύναμη πρέπει να είναι αρκετά ισχυρή για να ξεπεράσει την ηλεκτροστατική απόρριψη μεταξύ των πρωτονίων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η αναλογία των πρωτονίων προς τα νετρόνια είναι σημαντική.
* Αναλογία νετρονίων προς πρωτόνιο: Καθώς αυξάνεται ο αριθμός των πρωτονίων σε πυρήνα, αυξάνεται και η ηλεκτροστατική απόρριψη. Για να διατηρήσετε τη σταθερότητα, χρειάζεστε περισσότερα νετρόνια για να παρέχετε εξαιρετικά ισχυρή πυρηνική δύναμη για να εξουδετερώσετε την απόρριψη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η βέλτιστη αναλογία νετρονίων προς πρωτόνιο αλλάζει με τον αυξανόμενο ατομικό αριθμό.
Εδώ είναι γιατί τα ισότοπα γίνονται ασταθή:
* Πάρα πολλά νετρόνια: Ένας ισότοπος με πάρα πολλά νετρόνια έχει χαμηλότερη αναλογία νετρονίων προς πρωτόνιο από το βέλτιστο. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει αρκετή ισχυρή πυρηνική δύναμη για να συγκρατήσει τον πυρήνα μαζί, καθιστώντας το ασταθές.
* Πάρα πολύ λίγα νετρόνια: Ένας ισότοπος με πολύ λίγα νετρόνια έχει υψηλότερη αναλογία νετρονίων προς πρωτόνιο από το βέλτιστο. Η ηλεκτροστατική απόρριψη κυριαρχεί, καθιστώντας τον πυρήνα ασταθές.
* Πάρα πολλά πρωτόνια: Ακόμη και με τη βέλτιστη αναλογία νετρονίων προς πρωτόνιο, ένας πολύ μεγάλος πυρήνας με πολλά πρωτόνια μπορεί να γίνει ασταθής απλώς και μόνο επειδή η ηλεκτροστατική απόρριψη είναι πολύ ισχυρή για να ξεπεραστεί η ισχυρή πυρηνική δύναμη.
Πόσο ασταθή ισοτόπια αποσυντίθεται:
Τα ασταθή ισότοπα υποβάλλονται σε ραδιενεργή αποσύνθεση για να γίνουν πιο σταθερά. Μπορούν να απελευθερώσουν σωματίδια (όπως άλφα, βήτα ή ακτίνες γάμμα) ή να αναδιατάξουν την εσωτερική δομή τους για να επιτύχουν μια ευνοϊκότερη αναλογία νετρονίων προς πρωτόνιο.
Εν ολίγοις, ένας ισότοπος είναι ασταθής όταν ο πυρήνας του δεν έχει τη σωστή ισορροπία των πρωτονίων και των νετρονίων για να διατηρήσει μια αρκετά ισχυρή ελκυστική δύναμη για να ξεπεράσει τις απωθητικές δυνάμεις.
