Nuklide sind Atome mit einer bestimmten Anzahl von Protonen und Neutronen. Normalerweise ein Isotop eines Elements, können sie stabil oder instabil sein. Instabile Nuklide sind radioaktiv. Es gibt etwa 1,700 bekannte Nuklide, von denen 1,400 radioaktiv sind.
Die Begriffe „Nuklid“ und „Isotop“ werden manchmal synonym verwendet, sind aber nicht synonym. Isotope sind Mengen desselben Elements, die unterschiedliche Neutronenzahlen haben. Isotope sind Nuklide, aber Nuklide sind nicht unbedingt Isotope.
Elemente werden durch die Anzahl ihrer Protonen definiert. Das Periodensystem der Elemente ist nach der Anzahl der Protonen in jedem Element geordnet. Jedes Element im Periodensystem ist ein Nuklid, ebenso wie alle Isotope jedes Elements.
Der wissenschaftliche Begriff für ein Nuklid wird normalerweise als AZX geschrieben. Das X steht für das Symbol des Elements, das Z für die Anzahl der Protonen oder die Ordnungszahl und das A steht für die Massenzahl oder die Anzahl der Protonen plus Neutronen im Element. Der Begriff von Lithium lautet beispielsweise 73Li. Dies sagt uns, dass Lithium drei Protonen und vier Neutronen enthält, da 7 minus 3 4 ist. Lithium hat auch mehrere Isotope, wie 63L, geschrieben als Lithium-6. Lithium-6 enthält nur drei Neutronen.
Protonen stoßen sich auf natürliche Weise gegenseitig ab, weil sie alle eine positive Ladung tragen, daher ist der stabilisierende Einfluss der Neutronen das, was ein Element intakt hält. Wenn das Nuklid leicht ist, ist es normalerweise stabil, wenn die Anzahl der Protonen und Neutronen gleich oder nahezu gleich ist. Je schwerer das Element ist, desto größer ist das Verhältnis von Neutronen zu Protonen, das benötigt wird, um es stabil zu machen.
Instabile Nuklide sind radioaktiv und entweder natürlich vorkommend oder künstlich hergestellt. Es gibt drei Arten von Strahlung, die ein instabiles Nuklid aussendet: Alpha- oder Betateilchen oder Gammastrahlen. Alpha- und Beta-Partikel sind ziemlich harmlos, da sie leicht daran gehindert werden können, in den Körper einzudringen. Gammastrahlen sind jedoch äußerst schädlich und deshalb gelten radioaktive Elemente als so gefährlich. Der Zerfall eines instabilen Nuklids wird als radioaktiver Zerfall bezeichnet.
Ein instabiles Nuklid zerfällt schließlich in ein stabiles Nuklid. Jedes radioaktive Nuklid hat eine feste Zerfallsrate, die sogenannte Halbwertszeit. Die Kenntnis der Halbwertszeit bestimmter Elemente und das Messen des Verhältnisses von stabilen zu instabilen Nukliden, die in einem bestimmten Objekt vorhanden sind, ermöglicht es Wissenschaftlern, Fossilien und Artefakte zu datieren.
Kernkraftwerke verwenden auch Nuklide, um durch einen Prozess namens Kernspaltung Energie zu erzeugen. In einem Kernreaktor bricht die Kernspaltung schwerere Nuklide in leichtere auf. Diese Reaktion setzt Energie frei, die von der Pflanze genutzt wird. Atomkraft wird oft als gefährlich angesehen, weil das bei der Spaltung verwendete Nuklid Uran-235 ein radioaktives Isotop ist.