La estabilidad de los núcleos atómicos requiere que junto a los protones (cargas positivas) existan neutrones. Esto se debe a que si únicamente existieran protones en la composición de un núcleo, a medida que su número aumentase, la repulsión electrostática llegaría a un valor tal que acabaría por desintegrar el núcleo.
Los neutrones aportan interacción nuclear fuerte sin que proporcionen interacción electrostática.
En los núcleos pequeños, el número de protones y neutrones prácticamente es igual, por lo que la relación N / Z es casi la unidad.
No obstante, a medida que aumenta el número de protones, crece la repulsión y eso exige que crezca en mayor medida el número de neutrones y la relación N / Z pasa a valer más de la unidad.
La gráfica representa en el eje de ordenadas el número de neutrones de un núcleo (N) y en el eje de abscisas, el número de protones (Z).
Ø
La línea de puntos representa la proporción N / Z = 1.
Ø La línea curva representa la situación real de la mayoría de núcleos estables (línea de estabilidad), para los que la proporción N / Z es mayor de la unidad. La mayor parte de los núcleos se sitúan en una zona próxima a esa línea por encima o por debajo (banda de estabilidad).
Los núcleos cuya su relación N / Z no corresponde a esa banda de estabilidad tienden a colocarse en ella mediante la emisión radiactiva, aumentando su estabilidad.
Cuando el número de neutrones es muy elevado (la relación N / Z es mayor que la que corresponde a la banda de estabilidad) y esto sucede en los núcleos mayores, no hay suficientes protones para que el núcleo sea estable. La estabilización se consigue con la emisión beta en la que un neutrón se convierte en un protón y emite un electrón y un antineutrino. De este modo disminuye la relación N / Z.
Emisión beta (β
)
La emisión beta está formada por electrones que proceden del núcleo por desintegración de un neutrón. Su carga es negativa y son emitidos a muy elevadas velocidades. Al ser más pequeños que la radiación alfa, su poder de penetración es muy superior a la anterior; sin embargo, su poder de ionización es relativamente pequeño.
El mecanismo de la radiación beta ha presentado muchos problemas para su explicación. En la actualidad se explica según el proceso:
en la que un neutrón del núcleo se transforma en un protón mas un electrón (beta) y además se produce una partícula neutra y sin masa (antineutrino).
