Радиоакти́вность (франц. radioactivité, от радио... и позднелат. activitas – действие, деятельность), самопроизвольное испускание атомным ядром элементарных частиц (или фрагментов ядер), при котором происходит изменение состава ядра и/или его энергетического состояния. Как правило, под радиоактивностью понимают распад только тех ядер, которые находятся в основном или метастабильном возбуждённом (изомерном) состоянии. В более широком смысле в понятие «радиоактивность» включаются также распады высоковозбуждённых состояний ядер. Радиоактивность следует отличать от превращений составных ядер, максимальное время жизни которых не превышает 10^–13–10^–14 с (условной нижней границей продолжительности жизни радионуклида считается 10^–12 с). Радиоактивность может быть естественной или искусственной, хотя между ними нет принципиального различия. К искусственной радиоактивности относят распад радионуклидов, синтезированных человеком в результате ядерных реакций.

Радиоактивный распад может происходить, если данное превращение энергетически выгодно, т. е. если масса исходного ядра превышает суммарную массу продуктов распада. Число радиоактивных ядер со временем убывает по экспоненциальному закону и характеризуется постоянной распада, напрямую связанной с периодом полураспада, например, для $^{238}U$ он составляет 4,5 млрд лет (знание этой величины позволяет оценить возраст Земли).

Радиоактивность открыта в 1896 г. А. А. Беккерелем, который, исследуя соли урана, обнаружил, что они испускают неизвестные невидимые лучи, вызывающие почернение фотопластинки. Исследование действия магнитного поля на это излучение показало, что в его состав входят положительно и отрицательно заряженные частицы (названные соответственно α- и β-лучами) и не отклоняемое магнитным полем проникающее излучение (γ-лучи). В 1898 г. М. Склодовская-Кюри и П. Кюри обнаружили, что сходное излучение испускают также торий и два других неизвестных тогда элемента, получивших названия «радий» и «полоний». В России в 1922 г. по инициативе В. И. Вернадского для исследований радиоактивности был основан Радиевый институт.

Первые исследователи радиоактивности могли использовать лишь естественные радионуклиды, содержащиеся в горных породах в достаточно большом количестве: $^{232}Th$, $^{235}U$ и $^{238}U$. С этих нуклидов начинаются 3 радиоактивных ряда, заканчивающиеся стабильными изотопами свинца ($^{208}Pb$, $^{207}Pb$ и $^{206}Pb$). Впоследствии в урановых рудах был обнаружен $^{237}Np$, лежащий в основе 4-го радиоактивного ряда, заканчивающегося стабильным нуклидом $^{209}Bi$. Ныне $^{237}Np$ в достаточно больших количествах образуется в ядерных реакторах при облучении $^{238}U$ нейтронами.

Искусственная радиоактивность открыта в 1934 г. Ирен и Фредериком Жолио-Кюри. Из общего числа известных ныне радионуклидов (свыше 4 тыс.) лишь около 300 природные, а остальные получены искусственно, в результате ядерных реакций. При изучении искусственной радиоактивности были открыты новые виды бета-распада: β⁺-распад (испускание позитронов, И. и Ф. Жолио-Кюри, 1934) и электронный захват (Л. У. Альварес, 1937). В 1940 г. в России К. А. Петржаком и Г. Н. Флёровым открыто спонтанное деление ядер, происходящее с испусканием нейтронов и γ-квантов. В 1972 г. впервые зарегистрирована протонная радиоактивность. В 1984 г. британские физики Х. Роуз и Г. Джонс открыли спонтанное испускание ядер $^{14}C$ ядрами $^{223}Ra$. Это открытие положило начало многочисленным наблюдениям самопроизвольного распада ядер с испусканием ядерных фрагментов (кластеров), получившего название кластерной радиоактивности (иногда её называют также f-радиоактивность, от англ. fragment – фрагмент). Кластерная радиоактивность наблюдается обычно вместе с альфа-распадом и имеет по сравнению с ним малую вероятность (меньше 10^–9). Зарегистрировано спонтанное испускание тяжёлыми ядрами кластеров $^{14}C$, $^{24}Ne$, $^{28}Mg$, $^{32}Si$ и др.

Виды радиоактивности можно разделить на две группы: элементарные (одноступенчатые) и сложные (двухступенчатые) радиоактивные превращения. К первым относятся a-, β- и γ-распад, спонтанное деление ядер и протонная радиоактивность. При γ-распаде (чаще называемом изомерным переходом) состав ядра сохраняется, изменяется лишь его энергия. Достаточно большое время жизни ядер при β-распаде обеспечивается природой слабого взаимодействия. Остальные виды элементарных радиоактивных процессов обусловлены ядерными силами. Замедление таких процессов до промежутков времени >10^–12 с вызвано наличием потенциальных барьеров (кулоновского и центробежного), которые затрудняют вылет ядер или ядерных частиц.

К двухступенчатым радиоактивным превращениям относят процессы испускания т. н. запаздывающих частиц (протонов, нейтронов, α-частиц), а также запаздывающее спонтанное деление. Запаздывающие процессы включают в себя β-распад как предварительную стадию, обеспечивающую задержку последующего мгновенного испускания ядерных частиц. Особое место в ряду двухступенчатых процессов занимает самый редкий тип радиоактивных превращений ядер – т. н. двойной бета-распад, происходящий за счёт двух слабых взаимодействий в ядре.

Открытие и изучение радиоактивности оказало огромное влияние на развитие науки и техники. За работы в этой области присуждено более 10 Нобелевских премий по физике и химии.