Consisteix en l’emissió espontània de partícules (alfa, beta, neutró) o radiacions (gamma, captura K), o de totes dues alhora, procedents de la desintegració de determinats núclids que les formen, per causa d’un arranjament de llur estructura interna (activitat). La radioactivitat pot ésser natural o artificial, segons que la substància ja la posseeixi en l’estat en què és trobada en la natura o bé li hagi estat induïda per irradiació. El conjunt dels nuclis radioactius d’una mateixa espècie, que hom diu que formen un radionúclid, tenen una radioactivitat ben definida, comuna a tots ells, que els identifica, de la mateixa manera que un tipus de reacció química identifica els elements que hi participen.
Quantitativament, la radioactivitat és un fenomen estadístic i, per tant, per a valorar-lo cal observar el comportament d’un conjunt de nuclis de la mateixa espècie, i, per la llei dels grans nombres, hom defineix una constant radioactiva λ com la probabilitat de desintegració d’un nucli per unitat de temps. Amb aquesta definició, el nombre N de nuclis radioactius d’una mateixa espècie que es troben en una substància en un instant t és donat per N = No · e-λt , on No és el nombre de nuclis radioactius que hi havia abans que transcorregués el temps t. En realitat, difícilment una substància radioactiva és formada per un sol radionúclid, car cadascun dels seus components en desintegrar-se es transforma en un nucli diferent que, a la vegada, pot ésser també radioactiu. El radionúclid inicial és anomenat pare, i el derivat, fill. Aquesta situació pot continuar al llarg de múltiples filiacions i el conjunt de totes és anomenat família o sèrie radioactiva. En aquest cas, la relació que dona el nombre de nuclis radioactius presents és més complexa perquè, a més de tenir en compte el nombre de cadascun d’ells en l’instant inicial, cal considerar que, per desintegració d’uns, se’n formen d’altres. El problema se simplifica quan hom ateny l’equilibri radioactiu (dit també equilibri secular en les sèries radioactives naturals), que és quan ha passat un temps suficientment llarg des que s’ha iniciat el procés de filiació, perquè aleshores el ritme de les desintegracions és imposat pel radionúclid que té la constant radioactiva més petita.
A la natura es troben uns 300 núclids diferents, dels quals 25 són radioactius amb un període prou llarg perquè n’hi hagi encara avui dia; uns altres 35 tenen un període molt més curt i es creen i es desintegren contínuament en les sèries radioactives. Han estat creats i identificats més de 1.000 radionúclids artificials, alguns d’ells amb períodes de l’ordre de 10-2 ⁰s. Les sèries radioactives reben el nom del núclid pare de períodes més llarg. N’hi ha quatre, tres de les quals són naturals: la del tori, la de l’urani i la de l’actini, que acaben en sengles isòtops estables del plom, respectivament els de nombre de massa 208, 206 i 207; pel que fa a la sèrie del neptuni, com que els radionúclids que la componen tenen un període curt comparat amb la durada de les eres geològiques, no es troba a la natura i ha estat obtinguda artificialment; l’últim núclid d’aquesta sèrie és l’isòtop 209 del bismut. La radioactivitat fou descoberta el 1896 per Henri Becquerel, el qual, en fer estudis sobre la fosforescència de les substàncies, observà que un mineral d’urani era capaç de velar unes plaques fotogràfiques que eren guardades al seu costat.
Efectes de les radiacions en el medi ambient i en els organismes
A causa d’explosions nuclears, provocades o accidentals, o per l’abocament incontrolat de residus, el medi pot ésser contaminat per isòtops radioactius contaminació radioactiva, els quals, a través de la cadena tròfica, poden afectar un seguit d’espècies vegetals i animals. El perill d’un medi radioactiu depèn tant de la facilitat amb què són absorbits per l’organisme els isòtops radioactius, com de llur vida mitjana (física i biològica). Els més importants, segons la consideració de possibles contaminants alimentaris, són l’estronci-90, el cesi-137 i el iode-131. D’altra banda, les radiacions ionitzants (gamma, beta, raigs X), associades o no a d’altres tractaments, són emprades per a la conservació d’aliments irradiació, ja que eviten la germinació de vegetals i estabilitzen certs productes d’origen animal. Núclids amb nombre atòmic inferior a 82 que tenen radioactivitat natural
| núclid | percentatge en la mescla isotòpica natural | període radiactiu en anys | tipus de desintegració |
|---|---|---|---|
| potassi-40 | 0,0118 | 1,27·109 | beta |
| vanadi-50 | 0,24 | 4,8·1014 | captura K |
| rubidi-87 | 27,58 | 4,7·1010 | beta |
| indi-115 | 95,72 | 6·1014 | beta |
| lantà-158 | 0,082 | 1,1·1011 | beta i captura K |
| neodimi-144 | 23,58 | 2,4·1015 | alfa |
| samari-147 | 14,97 | 1,2·1011 | alfa |
| gadolini-152 | 0,2 | 1,4·1014 | alfa |
| hafni-174 | 0,18 | 2·1015 | alfa |
| luteci-176 | 2,59 | 2,2·1010 | beta |
| reni-187 | 62,93 | 6·1010 | beta |
| platí-190 | 0,0127 | 7·1011 | alfa |
| platí-192 | 0,78 | ∼1015 | alfa |