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鉛などの安定した原子の原子核では、陽子と中性子がそれぞれを結びつける力が十分に大きく、それぞれの原子核を全体として保持することができます。 しかし、ウランのような重い原子では、このエネルギーが不足し、原子核は不安定になる。 不安定な原子核は、粒子とエネルギーを自然に放出し、放射性崩壊と呼ばれる過程を経る。 放射能とは、放出された粒子のことである。 新しい安定した原子核（多くの場合、全く別の元素の原子核）を作るのに十分な粒子とエネルギーが放出されると、放射能は停止します。 非常に不安定な元素であるウラン238は、鉛の安定同位体である鉛206になるまでに18段階の崩壊を経ています。 中間段階の中には、より重い元素であるトリウム、ラジウム、ラドン、ポロニウムも含まれます。 原子番号83（ビスマス）以上の既知の元素はすべて放射性であり、原子番号の小さい元素の同位体も多く放射性である。 自然界に存在しない同位体の原子核に高エネルギー粒子を照射すると、天然同位体と同じように崩壊する人工放射性同位体ができる。 元素はそれぞれ、マイクロ秒から数十億年まで、特徴的な時間だけ放射性を維持する。 元素の減衰率は半減期と呼ばれます。 これは、元素の原子核の半分が崩壊するのにかかる平均的な時間のことである
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