Il decadimento radioattivo è il processo mediante il quale un atomo radioattivo emette particelle ed energia per raggiungere una configurazione più stabile. Gli atomi possono emettere particelle alfa o beta dal nucleo o possono dividersi spontaneamente in isotopi diversi, producendo radiazione gamma o neutronica.
Quando un atomo subisce decadimento alfa, espelle due protoni e due neutroni legati insieme. Il decadimento beta comporta la trasformazione di un neutrone in un protone, un elettrone e un antineutrino, ed espelle l'elettrone e l'antineutrino. Nella fissione spontanea, il nucleo si frammenta in due diversi gruppi di protoni e neutroni, formando due nuovi atomi. La fissione spontanea di solito provoca il rilascio di neutroni di riserva, che possono causare la divisione di altri atomi.
Le particelle e i raggi emessi da elementi sottoposti a decadimento radioattivo sono estremamente pericolosi per gli esseri viventi. Le particelle alfa non possono penetrare nella pelle o nei vestiti, ma se un atomo che emette raggi alfa viene ingerito, danneggia il tessuto dall'interno del corpo. Le particelle beta possono penetrare la pelle e fare più danni se prese internamente. Le radiazioni gamma sono molto più potenti e possono essere bloccate solo da materiali densi, come spessi fogli di piombo. Le radiazioni di neutroni possono effettivamente indurre la radioattività in altri materiali alterando la struttura atomica di tutti gli atomi che incontra. La ricaduta radioattiva di un'arma nucleare consiste in terreno ordinario, ceneri e detriti resi radioattivi dalla radiazione di neutroni.
