¿Qué hace que un elemento sea radiactivo?

Para ser precisos, los elementos por sí mismos no son radiactivos, solo isótopos. Los elementos, tal como existen en el sistema solar, están compuestos principalmente por varios isótopos en varias proporciones. Si uno o más de estos isótopos son radiactivos, entonces se puede decir que el elemento mismo es radiactivo.

Por ejemplo, se considera que el potasio es radiactivo porque contiene 0.012% de K-40, que en sí mismo es radiactivo con una vida media de mil millones de años y, por lo tanto, parte de él permanece desde su creación en una supernova. El carbono en la atmósfera de la tierra contiene 1 parte por billón de C-14, que se forma en la troposfera y la estratosfera por la acción de los rayos cósmicos producidos por el sol. El carbono de rocas o fósiles que son considerablemente más antiguos que la vida media del C-14 (5700 años) no será radiactivo en un grado medible.

Los elementos son inestables (es decir, radiactivos) cuando no tienen el número correcto de neutrones y protones en su núcleo. Los protones tienen una carga positiva y las cargas similares se repelen entre sí. Los neutrones no tienen carga. Sin embargo, tanto los neutrones como los protones ejercerán lo que se llama la fuerza nuclear fuerte cuando se acerquen lo suficiente. Debido a la carga positiva del protón, cuantos más protones hay en el núcleo, más neutrones se necesitan porque los neutrones ejercen la fuerza fuerte sin la fuerza repulsiva que los protones ejercen entre sí debido a su carga similar. Si hay demasiados protones o neutrones, se emitirá energía (radiación). Esta energía puede estar en forma de un fotón (radiación electromagnética) o como una partícula (un electrón, positrón, alfa, neutrón, etc.). Al emitir esta radiación, el núcleo se vuelve más estable porque un neutrón se ha transformado en un protón, o un protón en un neutrón, o el exceso de neutrones y protones expulsados ​​del núcleo, etc.