放射性的標誌。Unicode 所收錄的編碼為U+2622（☢ ） 放射性 或辐射性 [ 1] 核種 的原子核 不穩定，會自发性地放出游離輻射 （如α射线 、β射线 、γ射线 等）而衰变 衰变产物 ），這種特性稱為放射性。衡量放射性強度 的國際單位 為貝克勒 （Bq），傳統單位則為居禮 （Ci）。
原子核不穩定、具有放射性的核種稱為放射性核種 或放射性同位素，其衰变时放出的能量称为衰变能量 。至於原子核足夠穩定，不會或無法觀測到其發生衰變的核種，則稱作穩定核種 或穩定同位素。每種元素 都有著許多種放射性同位素，若某元素的所有同位素 都具有放射性，則我們稱該元素為放射性元素 ，原子序數 為83 （鉍 ）以上的元素 都屬於放射性元素，而原子序數小於83的元素都具有至少一種穩定的同位素（锝 和鉕 除外）。[ 2]
有趣的是，絕大多數穩定核種的質子 或中子數 都至少有一個是偶數，質子和中子數皆為奇數的穩定核種非常稀少；而週期表中原子序為偶數的元素，其穩定同位素的數量通常也比相邻的奇數 者來得多；此外，從原子序84（釙 ）開始一直到97（鉳 ）之間的放射性元素中，原子序是偶數者，其最長壽同位素的半衰期 也都比相邻的奇數 者长。这是由於原子核中的質子 或中子 互相成對時，能互相抵銷彼此的自旋 角動量 ，使得原子核具有較大的穩定度，因此核子數為偶數的核素形成穩定核的可能性本身便比奇數者來得高。除了核子 是否成對外，原子核中具有特定數目的質子或中子時，將有利於形成特別穩定的配置結構，稱為魔數 （皆為偶數）。[ 3] [ 2]
對單一原子來說，放射性衰变依照量子力學 是隨機 過程，無法預測特定一個原子是否會衰变[ 4] [ 5] [ 6] 衰變常數 計算其衰變速率及半衰期 。放射性核種的半衰期沒有已知的時間上下限，範圍可以到55個數量級，短至幾乎瞬間，長至宇宙年齡 的一兆倍。穩定性愈高的放射性核種，其半衰期愈長，放射性愈低。在所有元素的放射性同位素中，有650種的半衰期超過一小時，而有數千種的半衰期更短。
發生衰變的放射性核種稱為母核種（parent nuclide）或母同位素（parent isotope），其衰變後產生的核種稱作子核種（daughter nuclide）或子同位素（daughter isotope）。子核種有可能是穩定核種，但也可能同樣具有放射性，會繼續衰變形成下一個子核種。大部分放射性核種並不直接衰變成穩定核種，而是經過一連串的衰變反應，最終達至穩定核種為止，稱作衰變鏈 。
放射性衰变有許多種不同的類型。衰变過程中若原子核的中子 數或質子 數發生了改變，則稱此衰變為核嬗變 。若為中子數的改變，則核嬗變後的產物為同種元素的另一種同位素；若為質子數的改變，則核嬗變後的產物為另一種不同的化學元素。
最常見的衰变種類是α衰變 和β衰變 。α衰變是原子核放出α粒子 （氦 原子核 ），是發射核子 的衰變中最常見的。不過有些原子核也會放出質子 （質子發射 ）或中子 （中子發射 ），或者釋放比α粒子更重的原子核（自發分裂 或簇衰变 ）。β衰變是原子核釋放β粒子 （電子 或正電子 ）及微中子 ，並將質子轉變為中子（或是將中子轉變為質子）[ 7] 電子捕獲 。上述的衰变種類都屬於核嬗变。
此外，也有一些核衰变不會改變原子核的組成，產生新的核種，例如γ衰变為激發態 原子核的能量以γ射線 的方式釋出，而內轉換 （ 英语 ： Internal conversion ） [ 2]
目前地球上有34個天然存在的放射性原始核種 半衰期 ，因此直至今日仍能以相當的量存在於地球上。著名的例子包括鈾 、釷 等放射性元素，以及鉀-40 、釤-147 等非放射性元素的長壽放射性同位素。除了以上34種長壽放射性核種外，地球上也存在著約50個非原生的、壽命較短的放射性核種。其中一部分是放射性原始核種衰變後的產物 （例如鐳-226 、氡-222 及釙-210 等），部分則是宇宙射線散裂 產生的宇生放射性核種 （ 英语 ： Cosmogenic nuclide ） 氚 、碳-14 及磷-32 等），如碳-14就是由宇宙射線 撞擊氮-14 所產生。
放射性核種也可透過粒子加速器 或核反應爐 來人工合成。使用人工合成的方式能製造出許多自然界中不存在的放射性核種，稱為人造同位素 ，它們的壽命通常較短，且不處於自然界的3條主要衰變鏈中，因此只能以人工合成的方式生成。所有同位素皆為人造同位素的元素稱作人工合成元素 或人造元素，例如鑀 、鐨 等。
居里夫婦及他們在巴黎的實驗室 放射性是由法國科學家亨利·贝克勒尔 在1896年研究磷光 材料時發現[ 8] X射线 碰撞陰極射線管 後發出的光和磷光有關。他將照片底片捲在黑色紙張內．上面放置許多不同的磷光材料，一直到用鈾 鹽時底片才有影像，即使底片被黑色紙張包覆在內．底片仍顯現出黑色的感光圖像。這種穿透性質的輻射被稱為「贝克勒尔射線」。
後來很快就發現上述的感光和磷光無關．因為使用非磷光材料的鈾鹽甚至鈾金屬，也會有一樣的效果。因此推斷有一種不可見的輻射可以穿過黑色紙張，使底片感光而變黑。
一開始人們認為這種輻射類似於剛發現的X光 。而贝克勒尔、欧内斯特·卢瑟福 、保罗·维拉尔 、皮埃尔·居里 、瑪麗·居里 等人的研究發現這種輻射比X光複雜。卢瑟福是第一個發現具有這種輻射性質的元素會依循著指數形式衰減的人。卢瑟福和他的學生弗雷德里克·索迪 最早發現元素的衰變過程會使其原子嬗变 成另一種元素的原子。隨後，弗雷德里克·索迪 和卡西米爾·法揚斯 提出索迪-法揚斯放射位移定律 （ 英语 ： radioactive displacement law of Fajans and Soddy ） α衰變 及β衰變 的產物。
早期的研究者也發現除了鈾之外，一些其他的化學元素也具有這種輻射性質，例如釷 等。皮埃爾·居禮 和瑪麗·居禮 發現瀝青鈾礦 的輻射劑量遠高於理論值，因此推斷其中含有放射性遠強於鈾的未知元素，並經過反覆實驗後成功從中分離出兩種新元素：钋 和镭 。镭一方面具有放射性，而且化學性質類似鋇 ，增加了分離的難度，瑪麗·居禮也因分離了這二種元素而獲得諾貝爾化學獎 [ 9]
居禮夫婦對放射性的研究對科學和醫學界有著重大影響。他們發現了釙和鐳之後，創造了「放射性」（radioactivity）[ 10] 游離輻射 的性質[ 11] 核能 的首個和平用途，更是現代核醫學 的開端。[ 10]
放射性和偵測到电离辐射之間的關係 国际单位制 （SI制）的放射性強度 單位為贝可勒尔 （Bq），得名自科學家亨利·貝克勒尔 ，1贝可勒尔定義為一秒有一個原子衰變。
較早期放射性活度的單位為居里 （Ci），定義為其一克的鐳 226放射性活度。現在一居里定義為每秒7010370000000000000♠ 3.7× 1010 居里 （Ci） =7010370000000000000♠ 3.7× 1010 Bq美国核能管理委员会 允許使用居里及国际单位制單位[ 12] 歐盟 的欧洲测量单位指令 （ 英语 ： European units of measurement directives ） [ 13]
放射性衰变是指不穩定的原子核放射出電離輻射 並轉換其核子組成或能階的現象。放射性衰变通常都有一定的周期，并且一般不因物理或化学环境而改变，这也就是放射性可用于确定年代的原因。由於一個原子 的衰變是自然地發生，即不能預知何時會發生，因此會以機率 來表示。假設每顆原子衰變的機率大致相同，例如半衰期 為一小時的原子，一小時後其未衰變的原子會剩下原來的二分之一，兩小時後會是四分之一，三小時後會是八分之一。
放射性衰变根據過程和產物的不同分為非常多種類型，某些原子的放射性衰變會生成另一種核種的原子，並釋放出α粒子 、β粒子 或微中子 等粒子，在發生衰變後，處於激發態的原子還會釋出γ射線 。每種放射性核種通常都有其固定的衰變模式，但有些核種有可能發生多種形式的衰變，稱為分支衰變（branching decay），例如鉀-40有89.28%的機率發生β- 衰变 形成鈣 -40，10.72%發生電子俘獲 形成氬 -40。
通常衰變所生成的產物大多也帶有放射性，因此會進行一連串的衰變過程，直至該原子衰變成一穩定的核種，稱作衰變鏈 。但像碳-14 、鉀-40等核種則只會經過一次衰變便形成穩定核種，並不會一連串地發生衰變。
衰變後的實物粒子 靜止質量的總合會少於衰變前實物粒子靜止質量的總和，根據質能方程，能量 可以表現出質量 。當物體的能量增加E，其質量則增加E/C²，當物體的能量減少E，其質量也減少E/C²，如果一個原子核衰變後放出實物粒子，假設該原子核在衰變前相對於某一惯性參照物靜止，衰變後的新原子核和所放出的實物粒子相對於該慣性參照物運動，即對於該慣性參照物而言，新原子核和所放出的實物粒子具有動能，當新原子核或所放出的實物粒子與其他粒子發生碰撞，它便會失去能量。因此，衰變前和衰變後質量和能量都是守恆的，粒子的靜止質量則不守恆。如果該原子核放出光子 ，同樣的，光子也具有質量，但沒有靜止質量。
發生核衰變的放射性核種中，有的是在自然界中天然存在的，如鈾-238 、碳-14 等，也有很多是經過粒子對撞等方法人工合成的核種，如鈷-60 、鎝-99m 等。
放射性原子核能以许多不同的形式进行衰变以使自身达到更稳定的状态，每種放射性核種均有其固定的衰變模式。下表中总结了主要的几种衰变类型。一个质量数 为A 、原子序数 为Z 的原子核在表中描述为（A ,Z ），“子核”一栏以这种描述方式指出母核衰变后产生的子核与母核的不同。例如，（A − 1，Z + 1）意为“子核质量数比母核少1（少一个核子 ），而原子序数比母核多1（多一个质子 ）”。
自然界中的放射線是由天然放射性核種 所放射出，而天然放射性核種有以下四種可能的來源：
α粒子的穿透力最小，一张纸可挡住。β粒子可由铝 片屏蔽。γ射線穿透力強，必须使用实质性的障碍，例如一层非常厚的铅 ，但仍然未能完全阻挡[ 14] ^ 蔡嘉一，《輻射安全》，第1頁。 ^2.0 2.1 2.2 魏明通.核化學 . 五南圖書出版股份有限公司. 2005.ISBN 978-957-11-3632-5 ^ 葉錫溶 蔡長書. 放射化學（第二版）. 台灣台北縣: 新文京開發出版股份有限公司. 2008-03-26.ISBN 978-986-150-830-6（中文（臺灣）） . ^ Stabin, Michael G.3 . Stabin, Michael G (编). Radiation Protection and Dosimetry: An Introduction to Health Physics.Springer . 2007 [2022-09-15 ] .ISBN 978-0-387-49982-6doi:10.1007/978-0-387-49983-3 存档 于2020-04-19）. ^ Best, Lara; Rodrigues, George; Velker, Vikram. 1.3.Radiation Oncology Primer and Review .Demos Medical Publishing . 2013.ISBN 978-1-62070-004-4 ^ Loveland, W.; Morrissey, D.;Seaborg, G.T. Modern Nuclear Chemistry. Wiley-Interscience. 2006: 57.Bibcode:2005mnc..book.....L ISBN 978-0-471-11532-8 ^ Konya, Jozsef. Nuclear and Radiochemistry. Elsevier. 2012: 74.ISBN 9780123914873 ^ Mould, Richard F. A century of x-rays and radioactivity in medicine : with emphasis on photographic records of the early years Reprint. with minor corr. Bristol: Inst. of Physics Publ. 1995: 12.ISBN 9780750302241 ^ Marie Curie – Scandal and Recovery (1910–1913) Part 2 . American Institute of Physics. [7 November 2011] . （原始内容存档 于2011-09-12）. ^10.0 10.1 L'Annunziata, Michael F. Radioactivity: Introduction and History. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science. 2007: 2.ISBN 9780080548883 ^ Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey.General chemistry 8th. Prentice Hall. 2002:1025 .ISBN 0-13-014329-4 ^ 10 CFR 20.1005 . US Nuclear Regulatory Commission. 2009 [2015-12-08 ] . （原始内容存档 于2015-12-08）. ^ The Council of the European Communities.Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC . 1979-12-21 [2012-05-19 ] . （原始内容存档 于2013-10-19）. ^ 放射性與輻射 . [2015-11-14 ] . （原始内容存档 于2016-03-06）. ^ IAEA news release Feb 2007 . [2015-11-14 ] . （原始内容存档 于2007-02-17）.
![2007 針對IAEA1-3級的ISO輻射危險符號，可能會造成死亡或嚴重傷害的放射源[15]](/mt/?noimg=&dark=on&url=https%3a%2f%2fzh.wikipedia.org%2fwiki%2fFile%3aLogo_iso_radiation.svg)
