QUẦN ĐẢO BỀN VỮNG TRONG BIỂN BẤT ỔN ĐỊNH
Mọi nguyên tố hóa học đều được xác định đơn trị bằng nguyên tử số Z của nó - số proton trong hạt nhân. Nhưng số nơtron N của nó có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Các nguyên tử (và hạt nhân) của nguyên tố chỉ khác nhau ở khối lượng hạt nhân (nghĩa là số notron) được gọi là các đồng vị. Chúng được đánh dấu bằng số A tương ứng, cho khối lượng nguyên tử của chúng, nghĩa là bằng số các nucleon = Z + N. Tất cả các đồng vị của một nguyên tố đều có các tính chất hóa học như nhau và các tính chất vật lý hầu như giống nhau bởi vì cấu trúc của các vỏ electron của nguyên tử phụ thuộc vào điện tích hạt nhân Z. Nhưng khi cố định Z các tính chất của các hạt nhân có số N khác nhau, nghĩa là có A khác nhau, có thể khác nhau rất nhiều, ở đây muốn nói trước hết về tính bền vững của chúng.
Trong cùng bảng này người ta ghép chân dung D. I.Mendeleyev, bảng tuần hoàn (nhưng không phải trong phương án ban đầu của nó mà dưới dạng tương ứng với những hiểu biết ở giữa những năm 70 của thế kỷ XX), chân dung G.N.Flyorov và máy gia tốc ion nặng, nhờ đó mà người ta đã tìm được cả các nguyên tố mới.
Có các đồng vị (phóng xạ) bền và không bền. Mỗi đồng vị không tiền được đặc trưng bằng chu kỳ bán rã của nó - đó là thời gian để một nửa khối lượng ban đầu các hạt nhân của nó tự phân rã. Người ta còn dùng một đại lượng gần với chu kỳ bán rã: thời gian sống trung bình của đồng vị.
Ta sẽ làm rõ nguyên nhân của sự không bền vững của hạt nhân sau đây một chút, còn bây giờ ta hãy xét xem ba dạng phóng xạ được khám phá hồi đầu thế kỷ XX đưa đến những biến chất nào của các hạt nhân. Trong phân rã 
(phát ra hạt nhân hêli cấu tạo từ hai proton và hai notron), từ hạt nhân với Z và A ban đầu ta thu được hạt nhân với Z - 2 và A - 4. Trong phân rã 
(phát ra một electron) một trong các notron biến thành proton, còn hạt nhân với Z và A biến thành hạt nhân với Z + l và có cùng giá trị A. Và cuối cùng, khi phát ra lượng tử y, nghĩa là photon mang năng lượng, hạt nhân mất một phần năng lượng và giữ nguyên các giá trị Z và A ban đầu. Như vậy, trong phân rã sẽ tạo ra nguyên tố cách nguyên tố ban đầu 2 ô về bên trái; còn ở phân rã tạo ra nguyên tố ở ô nằm cách nguyên tố đầu một ô về bên phải.
Mỗi nguyên tố đều ứng với một bộ các đồng vị. Số các chất đồng vị tới nay đã lên tới trên hai ngàn. Nghĩa là bảng Mendeleyev thực tế là một bảng ba chiều. Tuy nhiên, nếu tạm quên tính tuần hoàn trong tính chất của các nguyên tố ta có thể quy bảng ba chiều về trong hai chiều - thành lập ra một bản đồ các đồng vị. Muốn thế, trên trục hoành ta ghi số notron N, còn trên trục tung - số photon Z. Khi đó, ở phía trước mỗi một giá trị Z hàng của các ô đồng vị cứ kéo dài ra ngày càng xa thêm về bên phải. Hiện có các bản đồ đồng vị cho các hạt nhân đã được biết tới kèm theo các đặc trưng cơ bản của chúng (chu kỳ bán rã, loại phân rã,…). Một trong những bản đồ này được cho trên hình vẽ dưới đây:
Bản đồ này được cách điệu hóa theo kiểu bản đồ địa lý nên không còn các ô ghi đồng vị mà ghi vào dó các đặc tính của chúng. Các chữ số ghi các số thần kỳ sẽ được ta nói tới dưới đây. Về dáng vẻ nó làm ta nhớ đến bản đồ hình thể thông thường với tọa dộ thứ ba (tọa độ ''toạ độ'' thẳng đứng) được ký hiệu bằng màu sắc: độ cao của phần đất trên mức nước biển hay độ sâu của phần dưới nước. Trong trường hợp của ta, ô không được vẽ ra của mỗi đồng vị (với các tọa độ N và Z được đánh dấu bằng màu, cho biết khoảng trong ứng với thời gian sống trung bình của hạt nhân đồng vị. Nếu bản đồ địa lý cho ta hình dung về sự phân bố của vỏ trái đất theo chiều cao, thì bản đồ các đồng vị cho ta quan niệm về sự phân bố ba chiều của toàn bộ các đồng vị đã biết và thậm chí cả các đồng vị còn chưa được khám phá theo một trong những đặc trưng quan trọng nhất của chúng là thời gian sống trung bình. Mầu xanh lơ để chỉ các đồng vị chưa từng biết đến cũng có thể chẳng bao giờ phát hiện thấy vì thời gian sống quá ngắn hoặc vì không có loại tổ hợp N và Z nào như vậy. Mầu xanh lam để chỉ các hạt nhân mà thời gian sống của chúng nằm trong khoảng giữa 10-10 giây và một giây màu xanh lục giữa một giây và một năm màu nâu nhạt - giữa một năm và một tỷ năm. Màu nâu sẫm chỉ các hạt nhân bền có thời gian sống trên một tỷ năm. Mầu trắng dùng để nói về các hạt nhân có tính ổn định cao hơn và với tính phổ biến (độ thường gặp) trong thiên nhiên cao hơn so với các hạt nhân bên cạnh.
Như vậy trên bản đồ từ góc dưới bên trái tới góc trên bên phải (từ ''tây - nam'' sang ''đông bắc'') trải dài một ''quần đảo Bền vững'' hẹp. Dọc theo một trục không thẳng hoàn toàn của nó là một ''dãy núi'' có vài ''đỉnh phủ đầy tuyết''. Các nhánh núi của ''dãy'' đi xuống ''các thung lũng'' xanh lục, đi sang khu vực nước nông mênh mông của ''biển Không Bền vững''. ''Quần đảo'' băng qua ''eo biển Phóng xạ'', ở đây có nguyên tố rađi, poloni được Marie và Pierre Curie khám phá cùng astatin, rađon, franxi và actini. Tất cả các đồng vị của sáu nguyên tố này với từ 84 đến 89 đều không bền: thời gian sống của các nguyên tố sống lâu nằm trong khoảng từ 22 phút ở franxi đến 102 năm ở poloni. ''Các đỉnh'' cao cuối cùng trên vùng ''đông bắc'' thuộc về urani, nguyên tố nặng nhất trong các nguyên tố còn gặp trên Trái Đất trong các điều kiện tự nhiên. Số thứ tự của urani là 92 còn chu kỳ bán rã của đồng vị bền nhất 238U là 4,5 tỷ năm, gần bằng với con số ước tính tuổi Trái Đất là 4,7 tỷ năm.
Đến cuối thế kỷ XX, người ta đã biết được 21 nguyên tố có số thứ tự lớn hơn urani. Các nguyên tố đó được gọi là các nguyên tố siêu urani (đứng sau urani) - là các nguyên tố không bền, có thời gian sống nhỏ hơn tuổi Trái Đất rất nhiều. Chẳng có gì đáng ngạc nhiên là khác với urani, chúng không còn được giữ lại trong thiên nhiên với các khối lượng đủ để phát hiện được chúng và đã được tìm ra bằng các phản ứng hạt nhân. Chỉ có hai nguyên tố siêu urani dầu là neptuni Np (Z = 93) và plutoni Pu (Z = 94) đã được tìm thấy trong thiên nhiên dưới dạng các tạp chất không đáng kể của urani sau khi chúng được tìm ra bằng phương pháp nhân tạo.
Các nguyên tố càng nặng thì chúng phân rã càng nhanh. Thời gian sống ngay cả của những đồng vị ổn định nhất của chúng nghĩa là ''độ cao'' trên bản đồ giảm từ hàng triệu năm ở neptuni xuống phần ngàn giây ở nguyên tố 107: ''quần đảo'' chuyển rất nhanh sang ''biển không Bền vững”. Tuy nhiên việc ''đảo Bền vững'' nhô lên từ biển ở vùng cực ''đông bắc'', trong miền các giá trị Z và N, ở mức mà ta dường như không nghĩ tới các hạt nhân ổn định thì nghĩa là sao đây? Bí mật ẩn chứa dưới các đám mây che phủ đỉnh của nó là gì đây? Nếu đó không phải là ''ảo ảnh'', mà là hiện thực, thì thành tựu và những khám phá trong tương lai của ''miền đất lạ'' chưa được khám phá này sẽ hứa hẹn những viễn cảnh gì cho ngành năng lượng hạt nhân?
