안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
불안정한 원자핵이 방사선을 방출하며 다른 원자핵으로 변환될 때, 알파 붕괴와 베타 붕괴는 원자번호와 질량수에 각각 다른 변화를 유발합니다. 이와 관련하여 구체적으로는 설명해 드리도록 하겠습니다.
알파 붕괴는 원자핵이 양성자 2개와 중성자 2개로 구성된 헬륨 원자핵을 밖으로 방출하는 현상입니다. 양성자 2개가 빠져나가기 때문에 원자번호는 2 감소하고, 양성자와 중성자의 총합인 질량수는 4 감소합니다. 예를 들어 원자번호 88인 라듐-226이 알파 붕괴를 일으키면 원자번호 86, 질량수 222인 라돈-222로 변하게 됩니다.
반면 베타 붕괴는 원자핵 내부의 핵자가 다른 입자로 변환되는 현상으로, 질량수 자체는 변하지 않는다는 특징이 있습니다. 가장 일반적인 베타 붕괴는 원자핵 속 중성자 1개가 양성자 1개와 전자로 바뀌면서 전자를 밖으로 방출하는 과정입니다. 이 과정에서 양성자가 1개 늘어나므로 원자번호는 1 증가하지만, 양성자와 중성자의 전체 합은 유지되므로 질량수는 변화가 없습니다. 예를 들어 원자번호 6인 탄소-14가 베타 붕괴하면 질량수는 14 그대로 유지된 채 원자번호 7인 질소-14가 됩니다.