Radiactividad y desintegración

• Emisión alfa ($\alpha$): el núcleo emite una partícula $\alpha$, un núcleo de helio $^4_2\text{He}$ (2 protones y 2 neutrones, carga $+2e$). El núcleo resultante tiene $Z-2$ y $A-4$ (primera ley de Soddy-Fajans): $\ ^A_Z X\rightarrow{}^{A-4}_{Z-2}Y + {}^4_2\text{He}$. Es propia de núcleos pesados. Las partículas $\alpha$ son muy ionizantes pero poco penetrantes (las detiene una hoja de papel o unos centímetros de aire).
• Emisión beta ($\beta^-$): en el núcleo un neutrón se transforma en un protón, emitiéndose un electrón (partícula $\beta^-$) y un antineutrino: $\ ^1_0 n\rightarrow{}^1_1 p + {}^{\ 0}_{-1}e + \bar\nu_e$. El núcleo resultante tiene $Z+1$ y el mismo $A$ (segunda ley de Soddy-Fajans): $\ ^A_Z X\rightarrow{}^{A}_{Z+1}Y + {}^{\ 0}_{-1}e + \bar\nu_e$. Se da en núcleos con exceso de neutrones. Es más penetrante y menos ionizante que la $\alpha$ (la detiene una lámina de aluminio de pocos milímetros). (Existe también la $\beta^+$, en la que un protón pasa a neutrón emitiendo un positrón: $Z-1$.)
• Emisión gamma ($\gamma$): es radiación electromagnética de muy alta energía (fotones) que emite un núcleo al pasar de un estado excitado a otro de menor energía, normalmente tras una emisión $\alpha$ o $\beta$. No cambian ni $Z$ ni $A$: $\ ^A_Z X^*\rightarrow{}^A_Z X + \gamma$. No tiene carga ni masa; es la más penetrante y la menos ionizante (hacen falta varios centímetros de plomo u hormigón para atenuarla).

La datación por $^{14}\text{C}$ compara actividades ($A\propto N$). Como el $40\%$ no es un submúltiplo exacto de $1/2$, hay que usar logaritmos: $t = \dfrac{\ln(A_0/A)}{\lambda}$.