Atomy všech prvků jsou tvořeny třemi druhy základních částic: protony, neutrony a elektrony. Zatímco protony a neutrony tvoří jádro atomu, elektrony obíhají kolem jádra v tzv. elektronovém obalu, přičemž zaujímají určité, energeticky stabilní, hladiny.

Hmotnost atomového jádra je charakterizovaná tzv. nukleonovým (hmotnostním) číslem A, které udává celkový počet protonů a neutronů v jádře. Počet protonů je dán tzv. protonovým (atomovým) číslem Z.

S ohledem na skutečnost, že chemický prvek nemusí být z pohledu atomové fyziky stejnorodou množinou stejných atomů, byl zaveden pojem nuklid, který definuje z tohoto pohledu právě množinu atomů téhož prvku, které mají stejné číslo hmotnostní a stejné číslo atomové. Nuklidy téhož prvku, které se však liší svými hmotnostními čísly se nazývají izotopy . Pokud se jedná o atomy nestabilní (radioaktivní), pak se hovoří o radionuklidech nebo radioizotopech.

Vzhledem ke kladnému náboji protonů existují mezi elementárními částicemi v jádru odpudivé síly, které ve svém důsledku působí destabilizujícím efektem. Stabilizujícím faktorem je přítomnost neutronů. Zatímco u lehkých prvků (s počtem protonů v jádře větším než 10) postačuje shodný počet neutronů jako protonů, u těžších prvků postupně narůstá přebytek neutronů v jádře. Nejtěžším stabilním nuklidem je ²⁰⁹Bi , všechna těžší jádra jsou již nestabilní a podléhají samovolnému rozpadu na jádra lehčí, která jsou stabilní nebo se dále rozpadají a v konečném důsledku ke stabilním jádrům vedou. Tyto rozpady jsou provázeny uvolňováním nadbytečné energie, jev je označován pojmem přirozená radioaktivita. Pokud je nestabilita jádra indukována vnějšími vlivy (například jadernou reakcí) jedná se o radioaktivitu umělou, která se řídí stejnými zákonitostmi jako radioaktivita přirozená.

Samotný fakt rozpadu jader radionuklidu vyjadřuje skutečnost, že počet atomů tohoto nuklidu s časem ubývá. Úbytek atomů je přímo úměrný původnímu celkovému počtu atomů a času. Konstanta úměrnosti l se nazývá rozpadová konstanta, je pro každý radionuklid charakteristická. Tuto skutečnost popisuje vztah:

dn = -l n dt

který je v integrovaném tvaru označovaném jako rozpadový zákon:

n = n₀ e ^-^{l t}

Místo rozpadové konstanty je pro charakteristiku radioinuklidů používán častěji tzv. poločas rozpadu

T = l^-1 ln 2 = 0,693 l^-1

Veličinou, která charakterizuje množství radionuklidu je jeho aktivita, která udává počet rozpadlých jader za jednotku času:

A = -dn dt^-1 = l n

Jednotkou této veličiny je 1 Bq [becquerel].

Často je používán pojem specifická aktivita, který je vyjádřením množství radionukllidu v jednotkovém objemu, hmotnosti nebo látkovém množství.

Další informace

Vladimír Bartoš

Stavba atomu a radioaktivita