სიახლეებიატომური ბირთვების კლასიფიკაცია შეიძლება მოხდეს სხვადასხვანაირად იმის მიხედვით თუ რას ავიღებთ ამ კლასიფიკაციის საფუძვლად (ფორმა, სტატისტიკა, იზოტოპები და ა.შ.). თუ საფუძვლად ავიღებთ მდგრადობას, მაშინ გვექნება ორი სახის ბირთვები.
- ბირთვებს, რომლებიც თავისთავად, მხოლოდ შინაგანი ძალების მოქმედებით იშლება ორ ან მეტ ნაწილად, ეწოდება რადიაქტიური ბირთვები. თვით ასეთი დაშლის მოვლენას უწოდებენ რადიოაქტივობას.
- რაიოაქტიური დაშლების მიმართ მდგრად ბირთვებს უწოდებენ სტაბილურ ბირთვებს.
ორი ერთნაირი რადიაქტიური ბირთვი ერთნაირ პირობებში სხვადასხვა დროის განმავლობაში ცოცხლობს. მაგრამ თუ დავაკვირდებით დიდი რაოდენობის ერთნაირ ბირთვთა დაშლის პროცესს, აღმოჩნდება, რომ მათი საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა არაა დამოკიდებული გარემო პირობებზე და ინარჩუნებს მუდმივ მნიშვნელობას ნებისმიერ შემთხვევაში. სწორედ ამ სიდიდეს უწოდებენ ბირთვების სიცოცხლის განგრძლივობას. ის წარმოადგენს დაშლის მახასიათებელ პარამეტრს და იცვლება ბირთვიდან ბირთვამდე დროის დიდ ინტეერვალში 10-9 წმ-დან 1015 წლამდე.
ბუნებაში გვხვდება რადიაქტირუი ბირთვთა მხოლოდ მცირე ნაწილი. ეს ის ბირთვებია, რომელთა სიცოცხლის ხანგრძლივობა ასეული მილიონი წელია, ამიტომ სამყაროში ელემენტების გაჩენიდან დღემდე ვერ მოასწრეს ბოლომე დაშლა.
რადიაქტიური ბირთვების უმრავლესობის მიღება მხოლოდ ლაბორატორიულადაა შესაძლებელი, სტაბილური ბირთვების რაიმე ნაწილაკებით დასხივებისას.
გამოყოფენ რადიაქტიური დაშლების ოთხ ძირითად სახეს: α, β, γ და სპონტანური დაშლები.
α-დაშლა ეწოდება ბირთვებიდან α ნაწილაკის (ჰელიუმის ბირთვი) თავისთავად გამოსხივებას:
(AA,Z) --> (A-4, Z-2) + (4,2)
α-აქტიურია მხოლოდ მძიმე ბირთვები. მართლაც, მძიმე ბირთვებში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს კულონური ძალა, რომელიც ამცირებს ბირთვის ბმის ენერგიას და ქმნის სხვა ბირთვებში მათი გარდაქმნის ხელსაყრელ პირობას. ამ თვალსაზრისით ყველაზე მომგებიანია სწორედ ჰელიუმის, როგორც ყველაზე კომპაქტური მცირენუკლონიანი სისტემის (ბმის ენერგიით 28 მევ) და არა ნუკლონის ან დეიტრინოს გამოსხივება. ასეთი ხელსაყრელობის მიუხედავად, α-დაშლის სიცოცხლის ხანგრძლივობა მაინც საკმარისად დიდია. ამის უმთავრესი მიზეზია კულონური ბარიერი, რომელიც უნდ გადალახოს α ნაწილაკმა ბირთვიდან გამოსვლისას. კლასიკური ფიზიკის თანახმად ეს პროცესი საერთოდ შეუძლებელი იქნებოდა, ხოლო კვანტური „გაჟონვის“ ალბათობა მცირდება ბარიერის სიმაღლის ზრდასთან ერთად. გარდა ამისა, ბირთვის სიცოცხლის ხანგრძლივობაზე მნიშვნელოვან გავლენას ახდეს დაშლის დროს გამოყოფილი ენერგია. რაც მცირეა ეს ენერგია, მით დიდხანს ცოცხლობს ბირთვი, ე.ი. ნაკლებია დაშლის ალბათობა. ასევე დაშლის შესაძლებლობა შეიძლება ჩახრშობილ იქნეს სხვადახვა შერჩევის წესითაც.
β-დაშლა არის ატომის ბირთვის რადიოაქტიური დაშლის ტიპი, რომელსაც თან ახლავს ბირთვიდან ელექტრონის ან პოზიტრონის გამოტყორცნა. β-დაშლა განპირობებულია სუსტი ურთიერთქმედებით. ამ დროს ბირთვმა შეიძლება გამოასხივოს β-ნაწილაკი (ელექტრონი ან პოზიტრონი) და ატომის ბირთვის მუხტი ერთი ერთეულით იცვლება (არსებობს ორმაგი ბეტა დაშლაც). ელექტრონის გამოსხივების შემთხვევაში დაშლას „β-მინუსი“ ეწოდება (β−), პოზიტრონის გამოსხივების შემთხვევაში „β-პლიუსი“ (β+). თვითონ ბეტა გამოსხივება ელექტრონების ან პოზიტრონების ნაკადია. ამ დაშლას ელექტრონის ჩაჭერასაც მიაკუთვნებენ, როცა ბირთვი ატომურ ელექტრონს ჩაიჭერს.
ყველა ტიპის β-დაშლის დროს ბირთვი ელექტრონულ ნეიტრინოს ასხივებს (ნეიტრონოს ან ანტინეიტრინოს). სწორედ ბეტა დაშლის კვლევით დადგინდა პირველად ნეიტრინოს არსებობის ფაქტი.თავისუფალი, ბირთვის გარეთ მყოფი ნეიტრონის სიცოცხლის ხანგრძლივობა არის დაახლოებით 886 წამი (პროტონი და ნეიტრონი ბირთვის გარეთაც სტაბილურები არიან). ნეიტრონის β-დაშლა არის მისი სპონტანური გადაქცევა პროტონად, β-ნაწილაკისა და ელექტრონული ნეოტრინოს გამოსხივებით.
γ–დაშლა ეწოდება ბირთვიდან დიდი ენერგიის ელექტრომაგნიტური ტალღის გამოსხივებას. α და β დაშლისგან განსხვავებით γ-დაშლის დროს ბირთვის სახეს კი არ იცლვის (A და Z მუდმივები რჩება), არამედ გადადის მაღალაგზნებული მდგომარეობიდან დაბალაგზნებულში, ან ძირითადში. γ-გამოსხივების მიზეზია ელექტრომაგნიური ურთიერთქმედება, რომელიც 1020-ჯერ უფრო ინტენსიურია სუსტზე. ამიტომ γ-აქტიური ბირთვებში შედარებით მცირე დროს ცოცხლობენ. მართალია, სიცოცხლის ხანგრძლივობა დამოკიდებულია γ-კვანტების ენერგიაზე და ბირთვის საწყის და საბოლოო მდგომარეობათა თვისებებზე, მაგრამ ეს დამოკიდებულება ეფექტურია მხოლოდ ცალკეულ შემთხვევებში. ამიტომ ბუნებრივად γ-აქტიური ბირთვები არ არსებობს. მათი წარმოქმნის მიზეზი შეიძლება იყოს სხვადასხვა მოვლენა. მათ შორის ყველაზე ტიპიურია β-დაშლის შედეგად აგზნებულ მდგომარეობაში მყოფი ბირთვების წარმოქმნა, როცა უშუალოდ ძირითად მდგომარეობაში გადასვლა აკრძალულია რომელიმე შენახვის წესით. გარდა ამისა γ-აქტიური ბირთვები შეიძლება მივიღოთ ე.წ. კულონური აგზნებით ან რომელიმე სხვა ბირთვული რეაქციით.
როგორც ითქვა, β-დაშლა ერთ ნუკლონზე მიმდინარე ელემენტარული აქტია, მაშინ როცა α-დაშლაში მონაწილეობს ოთხი ნუკლონი და ამდენად ის შიდა ბირთვული კოლექტიური პროცესია. ამ თვალსაზრისით γ-დაშლის მექანიზმს გარკვეული შუალედური მდგომარეობა უჭირავს. მართლაც, ერთი მხრივ ის ერთნუკლონიანი აქტია, რამდენადაც მიმდინარეობს ნუკლონის ურთიერთქმედებით ელექტრომაგნიტურ ველთან; მეორე მხრივ ის შიდა ბირთვული კოლექტიური ეფექტია, ვინაიდან ენერგიის და იმპულსის ერთდროულად შენახვის კანონი უკრძალავს იზოლირებულ ნუკლონს γ-კვანტის გამოსხივებას, თუ იმპულსის გადანაწილებაში მონაწილეობას არ მიიღებს სხვა ნაწიკალი.
ბირთვული რეაქციის ტიპისაგან დამოუკიდებლად რადიოაქტიური დაშლა მიმდინარეობს განსაკუთრებული კანონის მიხედვით, რომლის თანახმადაც მოცემული იზოტოპის არსებული ატომბირთვების ნახევარი, როგორიც არ უნდა იყოს ეს რიცხვი, იშლება ყოველთვის ერთიდაიმავე T დროის განმავლობაში. ეს დრო ახასიათებს მოცემულ რადიოაქტიურ ელემენტს და მას უწოდებენ ნახევრად დაშლის პერიოდს. უნდა აღინიშნოს, რომ ასეთივე კანონით მცირდება ნივთიერების რაოდენობაც და მოცემული რადიოაქტიური ნივთიერებისათვის დამახასიათებელი გამოსხივების აქტიურობაც.
რადგანაც რადიოაქტიური გამოსხივების პროცესი მიმდინარეობს უწყვეტად, ჩვენ შეგვიძლია იგი უწყვეტი მრუდით გამოვსახოთ. ორდინატთა ღერძზე გადაზომილია ატომბირთვების რაოდენობა N, რომელთა აღმოჩენაც ხდება მათი გამოსხივებით მოცემული მომენტისათვის, ხოლო აბსცისათა ღერძზე კი დრო, გამოსახული ნახევრად დაშლის პერიოდებში T.
ექსპერიმენტალურად აღმოჩნდა, რომ იმ ატომბირთვების რაოდენობა, რომლებიც გარდაქმნას განიცდიან დროის ერთეულში, პროპორციულია ატომბირთვების თავდაპირველი რიცხვისა N0. სწორედ ესაა შეუქცევადი იონომოლეკულური რეაქციის განმასხვავებელი ნიშანი.
Nt = N0 e-λt
პროპორციულობის კოეფიციენტ λ-ს ეწოდება რადიოაქტიური დაშლის მუდმივა.
