Radiasi pengion adalah suatu bentuk energi yang dipancarkan oleh unsur atau senyawa kimia yang memiliki muatan listrik tidak stabil, yang dapat berupa positif atau negatif. Partikel bermuatan listrik yang dipancarkan dikenal sebagai partikel alfa, partikel beta, atau sinar gamma, dan setiap jenis radiasi memiliki berbagai efek karakteristik. Beberapa unsur berat di alam secara alami menghasilkan efek ini, seperti uranium, thorium, dan radium, dan kehadiran atau kedekatan bahan-bahan ini dalam kaitannya dengan tubuh manusia dapat merugikan kesehatan manusia. Ini karena radiasi pengion ada di sepanjang spektrum untuk radiasi secara umum di mana ia bertanggung jawab atas tingkat emisi energi yang jauh lebih tinggi daripada radiasi non-pengion, seperti yang dihasilkan oleh siaran gelombang radio.
Bentuk radiasi non-pengion yang dianggap relatif aman dengan paparan terkontrol termasuk gelombang cahaya tampak, energi gelombang mikro, dan cahaya inframerah, seperti pemanggang roti yang digunakan untuk memanaskan roti. Bentuk radiasi ini memiliki panjang gelombang yang sangat panjang dibandingkan dengan radiasi pengion dan kehilangan daya dengan cepat dengan jarak atau dapat dengan mudah dipantulkan dari permukaan. Bahaya paparan radiasi pengion sebagian besar disebabkan oleh gelombang frekuensi tinggi yang dibawanya, yang dapat menembus sebagian besar bahan sampai tingkat tertentu dan mengubah struktur kimianya dengan memecah ikatan kimia normal.
Jenis radiasi pengion yang umum terjadi memiliki tingkat pelepasan energi yang bervariasi. Proses ionisasi khas untuk satu atom atau molekul melepaskan energi 33 elektron volt ke area sekitarnya, yang cukup untuk memutuskan sebagian besar jenis ikatan kimia. Tingkat pelepasan energi ini dianggap sangat penting karena mampu memutuskan ikatan antara atom karbon yang menjadi dasar semua bentuk kehidupan di Bumi.
Emisi partikel alfa, di mana dua proton dan dua neutron terlibat, dihasilkan oleh unsur-unsur radioaktif seperti radon, plutonium, dan uranium. Mereka adalah partikel radiasi pengion massa terbesar, dan ini berarti bahwa mereka tidak dapat melakukan perjalanan jauh sebelum dihentikan oleh penghalang. Mereka kekurangan energi untuk menembus lapisan luar kulit manusia, tetapi, jika tertelan melalui udara atau air, mereka berpotensi menyebabkan kanker.
Radiasi partikel beta dihasilkan dari partikel bebas dalam inti atom yang menyerupai elektron. Partikel-partikel ini memiliki massa yang jauh lebih kecil daripada partikel alfa, dan karenanya dapat bergerak lebih jauh. Mereka juga diproduksi oleh unsur-unsur langka seperti isotop strontium, cesium, dan yodium. Efek radiasi pengion dari partikel beta bisa parah dalam dosis besar, menyebabkan kematian, dan mereka adalah salah satu komponen utama dari dampak radioaktif dari ledakan senjata nuklir. Dalam jumlah kecil, mereka berguna untuk pengobatan kanker dan pencitraan medis. Partikel-partikel ini juga membantu dalam penelitian arkeologi, karena unsur karbon yang tidak stabil seperti karbon-14 dapat digunakan untuk menentukan umur sisa-sisa fosil.
Radiasi pengion sinar gamma dihasilkan oleh foton gamma yang sering dipancarkan dari inti atom yang tidak stabil bersama dengan partikel beta. Meskipun mereka adalah jenis foton yang membawa energi cahaya seperti cahaya tampak normal, foton gamma memiliki energi 10,000 kali lebih banyak daripada foton cahaya putih standar. Emisi ini tidak memiliki massa seperti partikel alfa, dan mereka dapat menempuh jarak yang sangat jauh sebelum kehilangan muatan energinya. Meskipun sering diklasifikasikan dengan sinar-x, sinar gamma dipancarkan oleh inti atom, sedangkan sinar-x dipancarkan oleh kulit elektron di sekitar atom.
Peraturan radiasi pengion secara ketat membatasi tingkat paparan sinar gamma, meskipun mereka secara alami terjadi pada tingkat rendah dan diproduksi oleh isotop kalium-40 yang ditemukan di tanah, air, dan makanan yang tinggi unsur kalium. Kegunaan industri untuk radiasi gamma termasuk praktik radiografi untuk memetakan retakan dan rongga pada bagian yang dilas dan komposit logam seperti pada turbin mesin jet berkecepatan tinggi untuk pesawat terbang. Radiasi dari sinar gamma sejauh ini dianggap sebagai bentuk radiasi paling berbahaya bagi makhluk hidup dalam dosis besar, dan telah didalilkan bahwa, jika bintang sinar gamma 8,000 tahun cahaya dari Bumi meledak, itu bisa menghancurkan setengah dari Lapisan ozon bumi, membuat paparan radiasi pengion dari Matahari kita sendiri jauh lebih merugikan kesehatan manusia.