어떤 핵분열성 물질의 원자핵 핵자(양성자 및 중성자) 구성이 불안정하여 입자를 방출하면서 안정한 원소(또는 핵종, Nuclide)로 변화하는 현상을 방사성 붕괴(Radioactive Decay) 또는 방사붕괴(보다 일반적인 표현임)라 한다.
방사붕괴는 방출하는 에너지입자(방사선) 형태에 따라 구분하며 에너지를 가진 방사선은 인간에게 편익뿐만 아니라 불편함을 끼치기도 한다.
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