Radyoaktif bozunma, radyoaktif bir atomun daha kararlı bir konfigürasyona ulaşmak için parçacıkları ve enerjiyi yadığı süreçtir. Atomlar çekirdekten alfa veya beta parçacıkları yayabilir veya kendiliğinden farklı izotoplara bölünerek üretebilir gama veya nötron radyasyonu.
Bir atom alfa bozunmasına uğradığında, iki protonu ve birbirine bağlanan iki nötronu çıkarır. Beta çürümesi, bir nötronun bir proton, elektron ve antineutrinoya dönüşümünü içerir ve elektron ve antineutrinoyu çıkarır. Spontan fisyonda, çekirdek iki yeni atom oluşturan iki farklı proton ve nötron kümesinde parçalanır. Spontan fisyon, genellikle diğer atomların ayrılmasına neden olabilecek yedek nötronların salınımına neden olur.
Radyoaktif bozulma geçiren elementlerin yaydığı parçacıklar ve ışınlar canlılar için son derece tehlikelidir. Alfa parçacıkları deriye veya giysilere nüfuz edemez, ancak alfa ışınları yayan bir atom yutulursa, vücudun içindeki dokuya zarar verir. Beta partikülleri cilde nüfuz edebilir ve dahili olarak alındığında daha fazla hasar verebilir. Gama radyasyonu çok daha güçlüdür ve yalnızca kalın kurşun tabakaları gibi yoğun malzemelerle engellenebilir. Nötron radyasyonu, karşılaştığı herhangi bir atomun atom yapısını değiştirerek aslında diğer malzemelerdeki radyoaktiviteye neden olabilir. Nükleer bir silahtan gelen radyoaktif serpinti, nötron radyasyonu ile radyoaktif hale getirilen sıradan toprak, kül ve molozlardan oluşur.