In de natuur komen veel instabiele atoomkernen voor. Bijvoorbeeld:
- uranium-238 verbindingen bevinden zich in sommige rotsen;
- radon-226 gas wordt in de buurt gevonden van uraniumertsen;
- koolstof-14 bevindt zich in atmosferische koolstofdioxide, en wordt via plantaardig voedsel ook onderdeel van het lichaam van mensen en dieren;
- kalium-40 bevindt zich in planten en in onze lichamen.
Al deze atoomkernen vervallen na kortere of langere tijd. Dit proces wordt radioactiviteit genoemd vanwege de straling die uit de kern komt.
In radioactief verval verandert een atoomkern onder uitzending van kernstraling. De kern die overblijft heeft vaak een ander atoomgetal dan de oorspronkelijke kern: er wordt dus een ander element gevormd! In het algemeen kan men radioactief verval dus zo voorstellen:
$$\text{instabiele kern} \overset{\text{radioactief verval}}\rightarrow \text{dochterkern + straling}$$De dochterkern kan zelf ook weer instabiel zijn. In dat geval ontstaat een keten van vervalprocessen, waarbij allerlei nieuwe elementen geproduceerd worden. Zo zijn er in uraniumerts sporen te vinden van thorium, radium, radon, en polonium; al deze vervalproducten zijn zelf radioactief.
Door de kernstraling verliest de oorspronkelijk kern een deel van zijn energie. Die energie wordt vaak omgezet in warmte, maar kan ook worden gebruikt voor het ioniseren van atomen en moleculen.
