Atome werden radioaktiv, wenn sie einen Überschuss an Protonen oder Neutronen im Kern haben, was zu unausgeglichenen inneren Kräften führt, die das Atom durch Emission von Strahlung ausgleicht. Atome mit einer anderen Menge an Neutronen oder Protonen als ihre normale Konfiguration werden Ionen genannt und sind ein Isotop ihres Elements.
Atome werden stabil, indem sie sich zu einem neuen Kern rekonfigurieren und Energie in Form von Teilchen oder Strahlung freisetzen, was einem radioaktiven Zerfall entspricht. Es tritt mit einer konstanten Rate auf, die als Halbwertszeit bezeichnet wird, oder die Zeit, die benötigt wird, bis die Hälfte einer bestimmten Probe eines radioaktiven Isotops in ein neues Isotop zerfällt.
Radioaktiver Zerfall beinhaltet die Emission von Alpha- oder Betateilchen, Gammastrahlen oder durch andere Prozesse. Alphateilchen sind hochenergetische Heliumkerne. Beta-Teilchen sind im Wesentlichen Elektronen. Gammastrahlen sind energiereiche, elektromagnetische Photonen mit kurzer Wellenlänge. Andere Formen des radioaktiven Zerfalls sind Elektroneneinfang und Positronenzerfall.
