Những phẩm chất tạo nên chất phóng xạ mang lại cho chúng tiềm năng trở thành nguồn năng lượng vô cùng hữu ích, nhưng chính độ phóng xạ đó có thể là mối đe dọa gây chết người đối với con người và các sinh vật khác. Các chất phóng xạ tự nhiên không ổn định, và chúng sẽ có xu hướng giải phóng năng lượng trong khi phân rã thành một đồng vị ổn định hơn. Các hạt do quá trình này giải phóng có thể hữu ích khi được khai thác đúng cách.
Tính không ổn định của vật liệu phóng xạ khiến chúng trở thành nhiên liệu hoàn hảo cho phản ứng dây chuyền hạt nhân. Khi một neutron va vào một trong những nguyên tử không ổn định này, nó sẽ tách ra, tạo thành hai nguyên tử ổn định hơn và giải phóng neutron dự phòng cùng một lượng lớn năng lượng. Nếu đủ các nguyên tử không ổn định được tập hợp lại với nhau, các nơtron dự phòng này có thể tấn công các nguyên tử khác, tạo ra phản ứng phân hạch. Lượng năng lượng được giải phóng bởi quá trình này lớn hơn nhiều so với năng lượng được giải phóng bởi bất kỳ loại nhiên liệu nào khác, với một viên uranium dài một inch chứa cùng một lượng năng lượng có trong 149 gallon dầu.
Các hạt và năng lượng được giải phóng trong quá trình phân hạch hạt nhân và phân rã phóng xạ tự nhiên bao gồm các hạt alpha, hạt beta và tia gamma. Các sản phẩm phụ phóng xạ này có thể làm hỏng DNA bên trong tế bào sống, khiến chúng hoạt động sai hoặc chết. Tiếp xúc với bức xạ cường độ cao có thể gây tử vong trong vài giờ và ngay cả khi tiếp xúc nhẹ cũng có thể làm tăng đáng kể nguy cơ phát triển ung thư hoặc rối loạn di truyền sau này trong cuộc sống.
