Un noyau atomique est caractérisé par Z son numéro atomique (nombre de protons) et son nombre de masse A (nombre de nucléons). Des noyaux isotopes ont le même numéro atomique mais un nombre de masse A différent.
Une désintégration radioactive est une décomposition spontanée d'un noyau instable avec émission de particules. On parle de radionucléides. Il y a souvent émission de rayonnements électromagnétiques γ. Elles sont inéluctables, spontanées et aléatoires. Au cours d'une réaction nucléaire, il y a conservation du nombre de nucléons A et du nombre de charge Z.

Au cours des désintégrations radioactives, les noyaux fils sont produits dans un état excité. Ils libèrent leur énergie sous forme de rayonnement électromagnétique γ pour revenir à leur état fondamental.

  • La radioactivité α concerne les noyaux lourds qui comportent beaucoup de nucléons.
    La particule émise est un noyau d'Hélium 42He.
  • La radioactivité β− concerne les noyaux atomiques qui ont trop de neutrons par rapport au nombre de protons. La particule émise est un électron noté 0−1e.
  • La radioactivité β+ concerne les noyaux atomiques qui ont trop de protons par rapport au nombre de neutrons. La particule émise est un positon noté 0+1e.

L'activité d'un échantillon radioactif est le nombre de désintégrations par seconde. Elle s'exprime en becquerel (Bq) et est notée A.
La demi-vie d'un échantillon radioactif est la durée au bout de laquelle l'activité initiale est divisée par deux. Certains types d’émissions de particules et de rayonnements sont rencontrés en médecine nucléaire à des fins soit diagnostiques (à doses faibles) : la scintigraphie ou à la tomographie par émission de positons (TEP), soit curative (à doses élevées) : curiethérapie, radiothérapie...