Wenn bestimmte Arten von Atomen instabil sind und Energie abgeben, bezeichnen wir das als Radioaktivität. Die Energie wird dabei in Form von Teilchen oder elektromagnetischer Strahlung abgegeben.
Ursache von die Radioaktivität sind radioaktive Isotope, die entweder zu viele oder zu wenige Neutronen in ihrem Atomkern haben, um stabil zu ein. Durch die Radioaktivität, also den Zerfall, versuchen sie einen stabilen Zustand zu erreichen.
Die beim Zerfall abgegebene Strahlung nennen wir radioaktive Strahlung. Es gibt drei Arten davon: Alphastrahlung, Betastrahlung und Gammastrahlung. Alphastrahlung besteht aus Heliumkernen und hat eine sehr geringe Reichweite. Betastrahlung besteht aus Elektronen oder Positronen und hat eine mittlere Reichweite. Gammastrahlung ist elektromagnetische Strahlung und hat eine sehr hohe Reichweite und Durchdringungsfähigkeit. Sie ist deshalb die gefährlichste Art von radioaktiver Strahlung.
Radioaktive Strahlung kann Zellen schädigen und deshalb schwere gesundheitliche Probleme und Krankheiten wie Krebs verursachen. Zwar gibt es überall um uns herum natürliche radioaktive Strahlung in Form von Hintergrundstrahlung, doch diese geringe Strahlendosis kann unser Körper durch körpereigene Korrekturmechanismen meist gut verkraften. Hohe Strahlendosen über einen längeren Zeitraum hinweg führen jedoch mit großerer Wahrscheinlichkeit zu irreparablen Zellschäfen.
Arbeiter in Kernkraftwerken müssen deshalb immer mit einem Geigerzähler messen, welchem Maß von radioaktiver Strahlung sie sich aussetzen. Radioaktive Materialien sind für die Menschheit auch deshalb interessant, da sich durch radioaktive Prozesse große Mengen an Energie freisetzen lassen, welche durch Kernkraftwerke zur Stromproduktion genutzt werden können.
Ein wichtiger Begriff im Bezug auf radioaktive Materialien ist die Halbwertszeit. Das ist die Zeitspanne, welche radioaktives Material benötigt, um die Hälfte seiner Radioaktivität zu verlieren. Die Zeitspanne des natürlichen Zerfalls variiert je nach Art des radioaktiven Materials. Manche Substanzen haben eine Halbwertszeit von nur wenigen Sekunden, während andere Millionen von Jahren benötigen, um die Hälfte hrer Radioaktivität zu verlieren.
Die Entsorgung von radioaktivem Müll ist deshalb ein großes Problem. Dieser ist stark gesundheitsschädlich und wird dies je nach Art noch für hunderttausende von Jahren bleiben. Es ist schwierig, ein Endlager zu finden, bei dem der radioaktive Müll mit hoher Sicherheit für Hunderttausende von Jahren nicht in die Umwelt gelangen kann.