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 ${}^{223}{\text{Ra}}\longrightarrow {}^{209}{\text{Pb}}+{}^{14}{\text{C}}$). 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").