Verwandlung eines instabilen Atomkerns in einen anderen Atomkern, wobei energiereiche Teilchen (Alpha- und Betastrahlen) oder elektromagnetische Strahlung (Gamma-Strahlen) abgegeben wird. Diese Atomkerne werden als Radionuklide bezeichnet, radioaktive Atome des gleichen Elements nennt man Radioisotope. Die freiwerdenden Strahlen werden als radioaktive Strahlung bezeichnet, welche sich unterteilt in:
- Alphastrahlen sind die schwächsten elektronegativen Strahlen. Schon ein einfaches Stück Papier genügt, um sie abzuschirmen, weshalb sie für Menschen praktisch ungefährlich sind.
- Betastrahlen überwinden bereits eine Distanz von bis zu mehreren Metern und können einen Zentimeter tief ins menschliche Gewebe eindringen.
- Gammastrahlen schließlich sind den Röntgenstrahlen vergleichbar. Sie können das menschliche Gewebe durchdringen, weshalb Röntgenstrahlen für Röntgenaufnahmen eingesetzt werden. In höheren Dosen sind sie lebensgefährlich. In der Medizin werden deshalb Bleiplatten bzw. Bleischürzen eingesetzt, um Räume oder Körperteile vor Gamma- und Röntgenstrahlen abzuschirmen.
Besonders gefährdet durch Strahlenschäden sind sich schnell teilende Gewebe, wie Eierstöcke und Hoden sowie das Knochenmark. Das gleiche gilt für das Ungeborene im Mutterleib, welches durch radioaktive Bestrahlung schwerste Fehlbildungen davonträgt oder abstirbt.
Radioaktivität kann auch therapeutisch genutzt werden. Beispiele hierfür sind die Strahlentherapie, die Radionuklidtherapie und die Szintigrafie.