Zat radioaktif adalah zat yang sedang dalam proses peluruhan radioaktif. Ini terjadi ketika inti atom tidak stabil, dan dengan demikian mengirimkan energi pengion. Ini membuatnya mencapai keadaan energi yang lebih rendah, dan berubah.
Gagasan tentang zat mana yang paling radioaktif agak bermasalah dalam dirinya sendiri, karena kita harus bertanya apa yang sebenarnya kita maksud dengan paling radioaktif. Ada tiga jenis utama radiasi pengion: alfa, beta, dan gamma. Ini dinamai untuk berbagai partikel yang dapat dikirim oleh zat radioaktif. Partikel alfa terdiri dari dua proton yang terikat bersama dengan dua neutron untuk membuat sesuatu yang sama dengan inti helium. Partikel beta adalah positron atau elektron. Dan sinar gamma adalah proton berenergi tinggi, dengan energi di atas kisaran 100keV. Ada juga jenis radiasi lain, tetapi ketiganya merupakan bagian terbesar dari radiasi yang dapat diamati.
Bahaya dari bentuk-bentuk radiasi ini, yang mempengaruhi cara kita berpikir tentang unsur mana yang paling radioaktif, dalam banyak hal dipengaruhi oleh betapa mudahnya mereka untuk dilindungi. Partikel alfa, misalnya, akan memantul dari hampir semua hal, bahkan selembar kertas tipis, atau kulit. Sinar beta akan menembus perisai paling dasar, tetapi dapat dihentikan oleh sesuatu seperti aluminium. Sinar gamma, di sisi lain, akan menembus hampir semua hal, itulah sebabnya pelindung timbal yang berat sering digunakan dalam situasi di mana sinar gamma dapat dilepaskan.
Sebagai elemen radioaktif berubah, mungkin mengalami berbagai bentuk peluruhan di sepanjang jalan. Misalnya, uranium-238 melepaskan partikel alfa untuk berubah menjadi thorium-234, yang selanjutnya melepaskan partikel beta untuk berubah menjadi protaktinium-234. Jadi satu zat tunggal sebenarnya dapat berubah menjadi banyak zat radioaktif yang berbeda selama siklus hidupnya, dan dalam prosesnya dapat melepaskan berbagai jenis energi radioaktif.
Mungkin cara termudah untuk menilai zat apa yang paling radioaktif adalah dengan melihat waktu paruh. Waktu paruh suatu elemen adalah berapa lama waktu yang dibutuhkan elemen untuk meluruh menjadi setengah ukuran aslinya. Unsur-unsur dengan waktu paruh yang sangat panjang sebenarnya tampak stabil, karena mereka membutuhkan waktu yang sangat lama untuk melepaskan energi apapun dalam bentuk peluruhan radioaktif. Unsur-unsur berumur panjang ini, seperti bismut, misalnya, pada dasarnya dapat diperlakukan sebagai non-radioaktif, dan sangat jauh dari yang paling radioaktif. Demikian pula, unsur-unsur seperti radium memiliki waktu paruh lebih dari 500 tahun, dan juga tidak dalam proses untuk menjadi yang paling radioaktif.
Unsur-unsur seperti promethium, di sisi lain, cukup berbahaya untuk tidak ditangani dengan aman, tetapi tidak mendekati yang paling radioaktif. Saat seseorang bergerak lebih jauh ke bawah tabel periodik, dia mulai menemukan lebih banyak zat radioaktif, seperti nobelium dan lawrensium. Ini memiliki waktu paruh dalam hitungan menit, dan cukup radioaktif.
Namun, untuk menemukan zat paling radioaktif kita harus pergi ke bagian paling ujung tabel periodik, ke unsur yang pernah terlihat hanya setelah diciptakan oleh manusia. Unsur-unsur seperti unbibium di ujung meja, atau ununpentium, termasuk yang paling radioaktif yang diketahui manusia. Ununpentium-287, misalnya, memiliki waktu paruh hanya 32ms. Hal ini dapat dibandingkan dengan unsur-unsur seperti plutonium-239, yang memiliki waktu paruh lebih dari 200 tahun, dan meskipun cukup beracun, sama sekali tidak radioaktif seperti unsur-unsur yang lebih berat. Meskipun sering disebut sebagai zat paling radioaktif di bumi, plutonium sebenarnya cukup jinak dibandingkan dengan ununpentium, ununtrium, ununoctium, dan banyak lainnya yang baru saja dibuat.