放射性衰变是原子核不稳定时释放能量并转变为更稳定核的过程，主要分为以下三种类型，其原理和特点如下：

一、α衰变

过程描述

放射性原子核释放一个α粒子（由2个质子和2个中子组成的氦-4核），转变为质量数减少4、核电荷数减少2的新原子核。 例如：

$$^{238}\text{U} \rightarrow ^{234}\text{Th} + ^{4}\text{He}$$

守恒定律

质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒。

应用示例

镭-226衰变为氡-222，半衰期约3.8×10⁻⁷年。

二、β衰变

β-衰变

中子转变为质子，同时释放一个电子（β⁻粒子）和一个反中微子，原子序数增加1，质量数不变。 例如：

$$^{226}\text{Ra} \rightarrow ^{226}\text{Cd} + e^- + \bar{\nu}_e$$

。

β+衰变

质子转变为中子，释放正电子（β⁺）和正中微子，原子序数减少1，质量数不变。 例如：

$$^{14}\text{C} \rightarrow ^{14}\text{N} + e^+ + \nu_e$$

。

特殊类型

轨道电子俘获：原子核俘获一个核外电子，转化为质子，同时释放中微子。

三、γ衰变

过程描述

放射性原子核从高能级跃迁至低能级，释放γ射线（高能光子），不改变原子核的质子和中子数。 例如：

$$^{137}\text{Cs} \rightarrow ^{137}\text{Cs} + \gamma$$

。

特点

γ射线是电磁波，无电荷、无质量，穿透力强，常伴随α或β衰变发生。

总结

α衰变：

质子数减2，质量数减4，伴随α粒子释放。

β衰变：质子数加1（或减1），质量数不变，释放电子或正电子。

γ衰变：无粒子释放，仅能量以光子形式输出。

衰变过程均遵循核反应方程，且半衰期是统计性质，用于描述衰变速率。