Si la cause physique de la radioactivité
est toujours la même - l'instabilité des noyaux atomiques
- le phénomène peut prendre trois formes très
différentes.
Un noyau atomique peut être instable parce qu'il est trop
lourd. Il se débarrasse de son excédent de poids
en émettant une particule. Pour certains éléments
comme le radium 226 ou l'uranium 238, cette particule est un noyau
d'hélium. Les éléments de ce type sont appelés
émetteurs alpha. D'autres, les émetteurs bêta,
émettent des électrons, par exemple le thorium 234.
Enfin, une troisième catégorie est constituée
de noyaux radioactifs qui ne souffrent pas d'un excès de
masse, mais d'énergie, qu'ils évacuent sous forme
d'un photon. Ce sont les émetteurs gamma. Il est fréquent
qu'un noyau radioactif émette simultanément deux
types de rayonnement : par exemple, le plutonium 239 est un émetteur
alpha-gamma, le fer 59 un émetteur bêta-gamma.
Deux autres paramètres importants sont l'activité
et la demi-vie ou période radioactive. L'activité
d'un corps radioactif à un instant donné est le
nombre de désintégrations par seconde à cet
instant, autrement dit l'intensité de sa radioactivité.
Elle se mesure en curies, unité qui correspond à
37 milliards de désintégrations par seconde, quel
que soit le rayonnement émis. C'est par exemple l'activité
de 1 gramme de radium 226, ou de 15 grammes de plutonium 239.
La période, elle, représente le temps au bout duquel
une certaine quantité d'un élément radioactif
a perdu la moitié de son activité. Elle ne dépend
pas de la quantité initiale, mais uniquement de l'élément
considéré, et peut varier considérablement
selon les éléments, d'une fraction de seconde à
des millions ou des milliards d'années. Ainsi, le krypton
89 a une durée d'un peu plus de 3 minutes, le plutonium
239 de 24 000 ans et l'uranium 238 de 4,5 milliards d'années.