La radioactivité de clusters est un type (rare) de décroissance radioactive, dans lequel un atome radioactif émet un « cluster », un « agrégat » nucléaire, c'est-à-dire un noyau plus important que dans la radioactivité α. Ce type de décroissance radioactive se produit uniquement avec les nucléides dont le type de décroissance principale est l'émission α, et reste toujours un mode de décroissance mineur.
Ce type de décroissance radioactive est limité aux atomes lourds (au delà du plomb).
Ce type de radioactivité fut découverte en 1984, lorsque des chercheurs de l'Université d'Oxford détectèrent que l'isotope Ra émet environ un noyau de C pour un milliard de particules α . De par sa découverte relativement récente due à sa rareté, on l'a citée comme une « radioactivité exotique ».
La radioactivité de clusters, est une sorte de voie intermédiaire entre la radioactivité α (un nucléon éjecte un noyau d'hélium 4) et la fission spontanée (un noyau déclenche spontanément une fission). Dans ce type de radioactivité la particule émise est un isotope d'un élément léger, comme : le carbone, l'oxygène, le néon, le magnésium, le silicium, le soufre...
Plus de 20 nucléides sont maintenant connus pour présenter ce type de décroissance radioactive, émettant à un taux extrêmement réduit des noyaux relativement importants, « sautant » ainsi les étapes intermédiaires les menant aux isotopes stables.
Les diverses émissions de clusters connues sont :
| Isotope initial | Cluster émis | Probabilité de cette voie | Isotope produit |
|---|---|---|---|
| Ba | C | 3,0×10 | Sn |
| Fr | C | 9×10 | Au |
| Ra | C | 1×10 | Hg |
| Ra | C | 3,0×10 | Hg |
| Ra | C | 8,9×10 | Hg |
| Ra | C | 4,0×10 | Hg |
| Ra | C | 3,2×10 | Hg |
| Ac | C | 6×10 | Bi |
| Th | O | 1×10 | Pb |
| Th | Ne | ? | Hg |
| U | Ne | 9×10 | Pb |
| U | Ne | 7×10 | Pb |
| U | Ne Mg | 1×10 9×10 | Pb Hg |
| U | Ne Mg | 8×10 8×10 | Pb Hg |
| U | Mg | ? | Hg |
| Pu | Mg | ? | Pb |
| Pu | Mg Mg S | ? ? ? | Pb Pb Pt |
| Cm | Si | 1×10 | Pb |