En el proceso radiactivo los núcleos de los radioisótopos se desintegran poco a poco, transformándose en átomos más sencillos de elementos más ligeros. Las partículas que se desprenden de los núcleos atómicos son de dos tipos denominadas “alfa” y “beta”; y la radiación que emiten los núcleos se denomina “gamma”. Las partículas alfa están formadas por la unión de dos protones y dos neutrones (núcleos de helio), las partículas beta son electrones y la radiación gamma son ondas electromagnéticas de alta energía.
La desintegración de los radioisótopos se debe a que sus núcleos atómicos son inestables y emiten partículas alfa, beta y radiación gamma para disminuir su masa atómica y alcanzar mayor estabilidad. A medida que un radioisótopo se desintegra, se va transformando, por etapas, en otros elementos distintos cada vez más ligeros, hasta que llega finalmente a un elemento estable (no radiactivo), por lo que se detiene el proceso de desintegración. Por ejemplo, cuando el radioisótopo torio-232 se desintegra sufre las siguientes transformaciones: torio-232 -> radio-228 -> actinio-228 -> torio-228 -> radio-224 -> radón-220 -> polonio-216 -> plomo-212 -> bismuto-212 -> polonio 212 hasta llegar finalmente al plomo-208 que es estable. A esta secuencia de transformaciones se le denomina “serie radiactiva”. Cada radioisótopo participa en una serie radiactiva característica.
La velocidad de desintegración es diferente para cada radioisótopo. Hay radioisótopos que se desintegran muy rápido y otros que lo hacen muy lentamente. Curiosamente la velocidad de desintegración no depende de factores externos como la temperatura o la presión; sólo depende del radioisótopo en cuestión. La velocidad de desintegración de un radioisótopo se expresa como su “vida media”, que es el tiempo en que se desintegran la mitad de sus átomos. Por ejemplo, la vida media del radioisótopo yodo-131 es de ocho días; esto significa que si tenemos una muestra inicial de 20 gramos de yodo-131 al cabo de ocho días se habrán desintegrado 10 gramos, después de otros ocho días se habrán desintegrado 5 gramos, después de otros ocho días se habrán desintegrado 2.5 gramos, después de otros ocho días se habrán desintegrado 1.25 gramos, y así sucesivamente. La vida media de los radioisótopos puede variar desde fracciones de segundos hasta millones de años. Por ejemplo, la vida media del polonio-214 es de sólo 0.00016 segundos, en tanto que la vida media del uranio-238 es de 4500 millones de años.
Los radioisótopos existen de manera natural en la Tierra, pero también se pueden generar de manera artificial en las reacciones de fisión nuclear que ocurren durante una explosión nuclear o en los reactores nucleares. Por ello, después de una explosión nuclear o durante la operación de un reactor nuclear, en una planta nucleoeléctrica por ejemplo, siempre se generan residuos radiactivos (radiactividad artificial).
La radiactividad natural o artificial, cuando es muy abundante puede causar daños muy serios a los organismos vivos. En especial, la radiación gamma tiene una gran energía y puede destruir las moléculas que forman las células de los seres vivos, lo cual genera enfermedades muy graves o incluso la muerte; también puede provocar malformaciones en los fetos en desarrollo. Por ello es importante contar con métodos para detectar y cuantificar la radiactividad, ya que no puede percibirse directamente con los sentidos (no se ve, ni se siente, ni huele, ni se oye). La radiactividad puede detectarse y medirse con un dispositivo especial denominado "contador Geiger".
El símbolo que alerta sobre el riesgo de radiactividad peligrosa es el siguiente:
