Ett radioaktivt ämne är ett ämne som är i färd med radioaktivt sönderfall. Det är då kärnan i atomen är instabil och därför skickar iväg joniserande energi. Detta gör att den når ett lägre energitillstånd och transformerar.
Tanken på vilket som är det mest radioaktiva ämnet är något problematisk i och för sig, eftersom vi måste fråga oss vad vi egentligen menar med mest radioaktivt. Det finns tre huvudtyper av joniserande strålning: alfa, beta och gamma. Dessa är uppkallade efter de olika partiklar som ett radioaktivt ämne kan skicka ut. En alfapartikel består av två protoner bundna tillsammans med två neutroner för att göra något som är samma som heliumkärnan. En beta-partikel är antingen en positron eller en elektron. Och gammastrålar är högenergiprotoner, med energi över 100 keV-intervallet. Det finns andra typer av strålning också, men dessa tre utgör huvuddelen av observerbar strålning.
Farorna med dessa former av strålning, som spelar in i hur vi tänker kring vilket grundämne som är mest radioaktivt, påverkas på många sätt av hur lätta de är att skärma. Alfa-partiklar, till exempel, kommer att studsa bort från praktiskt taget vad som helst, till och med ett tunt pappersark eller hud. Beta-strålar kommer att penetrera de mest grundläggande avskärmningarna, men kan stoppas av något som aluminium. Gammastrålar å andra sidan kommer att penetrera nästan vad som helst, varför kraftig blyavskärmning ofta används i situationer där gammastrålar kan frigöras.
När ett radioaktivt element omvandlas kan det genomgå olika former av sönderfall längs vägen. Till exempel släpper uran-238 en alfapartikel för att omvandlas till torium-234, som i sin tur frigör en beta-partikel för att omvandlas till protactinium-234. Så ett enda ämne kan faktiskt omvandlas till många olika radioaktiva ämnen under sin livscykel och kan i processen frigöra olika typer av radioaktiv energi.
Det kanske enklaste sättet att bedöma vilket ämne som är mest radioaktivt är att titta på halveringstider. Halveringstiden för ett element är hur lång tid det tar för elementet att sönderfalla till hälften av sin ursprungliga storlek. Grundämnen med extremt långa halveringstider kan faktiskt verka stabila, eftersom det tar dem så lång tid att frigöra någon energi i form av radioaktivt sönderfall. Dessa långlivade grundämnen, som vismut, till exempel, kan behandlas som i huvudsak icke-radioaktiva, och är därför mycket långt ifrån de mest radioaktiva. På liknande sätt har grundämnen som radium halveringstider långt över 500 år, och är därför inte heller i jakten på att vara de mest radioaktiva.
Grundämnen som prometium är å andra sidan farliga nog att inte hanteras säkert, men inte i närheten av de mest radioaktiva. När man går längre ner i det periodiska systemet börjar man hitta allt fler radioaktiva ämnen, som nobelium och lawrencium. Dessa har halveringstider i minuter och är ganska radioaktiva.
Men för att hitta de mest radioaktiva ämnena måste vi gå till ändan av det periodiska systemet, till element som någonsin setts först efter att ha skapats av människor. Grundämnen som unbibium i slutet av bordet, eller ununpentium, är bland de mest radioaktiva som människan känner till. Ununpentium-287 har till exempel en halveringstid på endast 32ms. Detta kan jämföras med grundämnen som plutonium-239, som har en halveringstid på mer än 200 år, och även om de är ganska giftiga, är de inte alls lika radioaktiva som de tyngre grundämnena. Även om det ofta kallas det mest radioaktiva ämnet på jorden, är plutonium i själva verket ganska tamt jämfört med ununpentium, ununtrium, ununoctium och många andra som nyligen skapats.