Řeka stability nuklidů
Jak podle počtu protonů a neutronů poznat, jestli bude prvek nebo nuklid radioaktivní? V učebnici se dočteš, že stabilní jsou nuklidy, které mají počet protonů a neutronů v poměru asi 1 : 1, případně u 1 : 1,5, pokud se jedná o těžší prvky. To je ale trochu vágní popis. K přesnějšímu určení radioaktivních prvků slouží něco, čemu fyzici říkají „řeka stability“ (v angličtině „údolí stability“ – valley of stability). Ukážu ti, jak v ní číst.
Řeka stability nuklidů
Spodní osa značí počet neutronů nuklidů, svislá osa vlevo zase značí počet protonů nuklidů. Nuklidy, které leží na diagonální ose popsané „Z = N“, mají stejně protonů jako neutronů. Zároveň černé tečky označují nuklidy, které jsou zcela stabilní – tvoří onu „řeku stability“. Tmavě červené tečky jsou nuklidy, které jsou radioaktivní, ale s dlouhým poločasem rozpadu (\( 1\cdot10^{15} \) vteřin, tj. asi 30 miliard let), modré jsou radioaktivní nuklidy s velmi krátkým poločasem rozpadu, tedy ty nejvíce nestabilní.
Všimni si, že zhruba do protonového čísla 20 (vápník) mají nejstabilnější prvky poměr protonů a neutronů 1 : 1. Od vápníku dál je k tomu, aby byl atom stabilní, potřeba stále více neutronů v jádře.
Takže řekněme, že chceš zjistit, jestli je radioaktivní isotop iridia \( ^{190}Ir \). Iridium má 77 protonů a 113 neutronů (190 – 77 = 113). Na svislé ose vlevo si najdeš přibližně hodnotu 77, na spodní ose hodnotu kolem 113. Když se pak podíváš do grafu, jakému místu v grafu to odpovídá, zjistíš, že se pohybuješ někde ve žluto-zelené oblasti. To jsou poměrně nestabilní prvkům. A skutečně – poločas rozpadu \( ^{190}Ir \) je podle tabulek přibližně 12 dní.