Hiện tượng phóng xạ xảy ra khi hạt nhân nguyên tử trở nên không ổn định và mất khả năng giữ hai hạt nhân lại với nhau. Sự kiện này xảy ra khi có một lượng dư thừa proton hoặc neutron trong hạt nhân, khiến chúng mất đi năng lượng họ cần để ngăn chặn các hoạt động bất thường.
Phóng xạ được gây ra theo cách tương tự nhưng xuất hiện ở ba loại khác nhau: alpha, beta và gamma. Trong phân rã alpha, các hạt alpha giống với hạt nhân heli, chúng được tạo bởi hai proton và hai neutron liên kết với nhau. Ban đầu, hạt alpha thoát ra khỏi hạt nhân của nguyên tử mẹ và tiếp tục bị đẩy ra khỏi nguồn của nó bởi các quá trình khác nhau của cơ học lượng tử. Các quá trình này thay đổi nguyên tử ban đầu từ một hạt alpha thành một nguyên tố khác, làm giảm khối lượng và số nguyên tử của nó. Hiện tượng phóng xạ beta có hai loại. Trong loại phân rã đầu tiên, sự phát xạ xảy ra từ sự biến đổi một trong các nơtron của hạt nhân thành một proton, một điện tử và một phản neutrino. Loại phân rã beta thứ hai cũng diễn ra tương tự nhưng liên quan đến sự biến đổi của một proton thành neutron, neutrino và positron. Sự phân rã gamma diễn ra sau khi một hạt nhân trải qua quá trình phân rã alpha hoặc beta và dẫn đến sự kích thích quá mức của một hạt nhân. Bức xạ gamma là dạng phóng xạ cường độ cao nhất và có khả năng xuyên thấu mạnh.
