Radioaktivitou rozumíme takový děj, při němž se mění izotop jednoho prvku na izotop druhého prvku, přičemž se z jádra uvolňují různé druhy záření a částic.
V případě $\alpha$ záření dojde k vyzáření jádra hélia, takže se nukleonové číslo sníží o 4 a atomové o 2. Záření se bude stáčet vlivem magnetického i elektrického pole, jelikož se jedná o nabitou částici. Záření alfa odstíní
V případě $\beta^{-}$ záření dojde k uvolnění elektronů, Jádro atomu přeměňuje jeden z neutronů na elektron a proton. Toto záření se taktéž stáčí v magnetickém poli, avšak na opačnou stranu, nežli předchozí záření. $\beta^{+}$ záření emituje pozitrony. Jádro přeměňuje proton na neutron za vzniku pozitronu.
Záření $\gamma$ je proud vysokoenergetický fotonů Samo o sobě nevzniká, ale vždy provází nějaký jiný druh jaderné reakce. Fotony nejsou nabité, takže na záření nemá vliv magnetické pole.
Samovolná radioaktivní přeměna počtu N izotopů stejného prvku je dána rozpadovým zákonem $N=N_{0}e^{-\lambda t}$, kde $\lambda$ je rozpadová konstanta a určuje relativní úbytek jader za 1 s. Poločasem rozpadu pak rozumíme dobu, za kterou se rozpadne polovina jader. Vztah mezi poločasem rozpadu a rozpadovou konstantou je dán jako $T=\frac{\mathit{ln2}}{\lambda }$.
Kolik částic nalezneme ve vzorku po dvou poločasech rozpadu? Každý poločas nám ubere polovinu vzorku, a tak polovina z poloviny je čtvrtina.
Důležitý je veličina aktivita, která vyjadřuje množství rozpadů za jednotku času. Aktivita klesá stejně, jako počet radioaktivních částic exponenciálně $A=A_{0}e^{-\lambda t}$ . Jednotkou aktivity je becquerel. Jeden becquerel pak vyjadřuje jeden rozpad za jednu sekundu.
Jakou aktivitu bude mít vzorek po dvou poločasech rozpadu? Jelikož je pokles stejný jako u počtu částic, je jasná, že aktivita bude čtvrtinová.
Zkoumejme nyní poločas rozpadu, pokud víme, že na konci měření po čtyřech dnech byla aktivita čtvrtinová. Stačí se zamyslet. Aktivita klesla na čtvrtinu, což znamená, že proběhly dva poločasy rozpadu. Tedy postačí 4 dny podělit dvěma a vyjde nám, že poločas rozpadu jsou dva dny.
