Радиоактивный распад / энергия связи

Посмотрите на кривую энергии связи на нуклон:

Существует много стабильных конфигураций ниже уровня железа, поэтому энергия связи не является единственным критерием стабильности.

График нуклидов (изотопов) по типу распада. Оранжевые и синие нуклиды нестабильны, а черные квадраты между этими областями обозначают стабильные нуклиды. Непрерывная линия, проходящая под многими нуклидами, представляет собой теоретическое положение на графике нуклидов, для которых число протонов совпадает с числом нейтронов. График показывает, что элементы с более чем 20 протонами должны иметь больше нейтронов, чем протонов, чтобы быть стабильными.

Стабильность – это баланс между силами отталкивания положительных зарядов и притяжением ядерной силы. Это проблема многих тел, которая имеет устойчивые решения для определенных конфигураций протонов и нейтронов и нестабильных, когда либо сильно отталкивание слишком большого количества протонов, либо число нейтронов становится слишком большим и открываются каналы распада нейтронов.

В общем случае распад произойдет, если ядро ​​не находится в самом низком минимуме энергии, но существует конфигурация подмножеств его ядер, которая дает общее более низкое энергетическое состояние.

Классически это называется метастабильным состоянием и иллюстрируется:

Квантово-механически существует вероятность того, что распад произойдет в более низкую энергетическую конфигурацию, и эта вероятность связана со временем жизни распада.

В Википедии есть обширная статья о радиоактивном распаде и различных возможностях.