Radioaktive Substanzen strahlen, wenn ihre Atomkerne zerfallen. Die drei wichtigsten ionisierenden (umgangssprachlich: radioaktiven) Strahlungsarten, die dabei entstehen, sind die Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung.
Beim Alpha-Zerfall werden aus den Atomkernen Heliumkerne, sogenannte Alpha-Teilchen, abgestrahlt: Sie bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Die Reichweite der Alpha-Strahlung beträgt wenige Zentimeter.
Die Beta-Strahlung hat eine Reichweite von bis zu mehreren Metern. Sie entsteht, wenn ein Neutron in ein Elektron, ein Proton und ein Neutrino zerfällt. Das Proton verbleibt im Kern. Das Elektron wird als Beta-Strahlung aus dem Atomkern abgestrahlt, ebenso wie das unschädliche Neutrino. Aus Beta-Strahlung kann Röntgenstrahlung entstehen, wenn die Elektronen abgebremst werden, etwa durch eine Abschirmung.
Die Gamma-Strahlung hat die höchste Reichweite. Bei dieser Strahlung handelt es sich um eine elektromagnetische Wellenstrahlung. Sie entsteht meist nach einem Alpha- oder Beta-Zerfall, wenn sich der Atomkern in einem angeregten, also energiereichen Zustand befindet. Um wieder in den Grundzustand, das heißt in einen energieärmeren Zustand, zu gelangen, gibt der Atomkern Energie in Form von Gamma-Strahlung ab.
Für die Radioaktivität gibt es verschiedene Einheiten. Misst man die Aktivität eines radioaktiven Stoffes – das heißt: die mittlere Zahl der Atomkerne, die pro Sekunde zerfallen –, ist die Einheit Becquerel (Bq). Ein Bq entspricht einem radioaktiven Zerfall pro Sekunde. Die Einheit Gray (Gy), definiert als Joule pro Kilogramm, gibt die Energie an, die durch die Strahlung auf einen Körper übertragen wird. Die ebenfalls häufig verwendete Einheit Sievert (Sv) gibt die Schädlichkeit der Strahlung auf den Körper wieder. Sie entspricht ebenfalls einem Joule pro Kilogramm. Anders als die rein physikalische Einheit Gray berücksichtigt sie die unterschiedliche biologische Schädlichkeit der verschiedenen Strahlungsarten, indem der in Gray gemessene Wert mit einem – nach derzeitigem Wissensstand ermittelten – Wichtungsfaktor multipliziert wird.
