Fisica nucleare e subnucleare/Introduzione ai decadimenti

Esistono processi nei quali i nuclei possono cambiare stato, ossia i decadimenti; i principali decadimenti, che noi studieremo, sono quelli di tipo $\alpha$, $\beta$ e $\gamma$. Il nome di questi tre decadimenti è dovuto al tipo di radiazione che viene emessa nel processo (rispettivamente, particelle $\alpha$, elettroni o radiazione elettromagnetica). Questi tre tipi di decadimento sono completamente indipendenti fra loro: all'interno di una stessa sequenza di decadimento si può avere una combinazione arbitraria di processi $\alpha$, $\beta$ e $\gamma$; insomma, non è vero che uno stesso elemento può decadere solo $\alpha$, $\beta$ o $\gamma$. Ad esempio, ${}^{238}\text{U}$ decade $\alpha$ in ${}^{234}\text{Th}$, che a sua volta decade ${\beta }^{-}$ in ${}^{234}\text{Pa}$, il quale ancora decade in stati eccitati di ${}^{234}\text{U}$, i quali decadono poi nello stato fondamentale emettendo radiazione $\gamma$.

Teniamo a mente poi che esistono altri tipi di decadimenti, detti esotici perché molto più rari. In un tipo di decadimento esotico, ad esempio, la "particella" emessa è un nucleo di ${}^{14}\text{C}$ (ad esempio nel processo ${}^{223}\text{Ra}⟶{}^{209}\text{Pb}+{}^{14}\text{C}$). In altri decadimenti esotici vengono emessi protoni, e questo tipo di processi avviene in genere in sistemi "troppo ricchi" di protoni (ancora più raramente possono essere emessi due protoni "in un colpo solo").