¿Qué hace que un núcleo sea inestable?

Es instructivo mirar la tabla de isótopos,

número de neutrones en el eje x y de protones en el y. Los isótopos estables (negros) divergen de la diagonal, se necesitan más neutrones para neutralizar la repulsión de culombio de los protones, para la estabilidad.

Las fuerzas principales son la fuerza de Coulomb (repulsiva) y la fuerza fuerte (atractiva), pero los niveles de energía específicos dependerán de los números cuánticos. Si hay demasiados neutrones, existe la probabilidad de que el decaimiento del neutrón se exprese, si hay demasiados protones, una emisión de positrones traerá el equilibrio.

Inestabilidad significa que hay niveles de energía más bajos en el potencial nuclear colectivo del número específico de protones y neutrones a los que se estabilizará el sistema. El tiempo de decaimiento puede tomar desde siglos hasta nanosegundos dependiendo de la probabilidad de decaimiento para el sistema dado. Se han desarrollado varios modelos para explicar el comportamiento específico.

Incluso si la fuerza nuclear fuerte es la fuerza más poderosa en distancias subatómicas. La fuerza electrostática es casi siempre significativa y, en el caso de la desintegración beta (que también implica la transformación de un protón en un neutrón), también interviene la fuerza nuclear débil. Pero la respuesta básica es sí, no puedes juntar dos protones (el helio 2 no existe, al menos en una forma estable), necesitas neutrones para compensar y agregar una fuerza más fuerte para evitar la repulsión electrostática. Aunque la fuerza fuerte es mayor, actúa en distancias muy cortas, por eso la repulsión electrostática gana a veces, especialmente en núcleos grandes donde la fuerza fuerte de un protón en el núcleo tiene poca influencia sobre un protón en la capa externa, pero la fuerza electro-estática,$10^{-15}$metros)