On appelle radioactivité naturelle la transformation spontanée d'un noyau atomique au cours de laquelle ce dernier émet un rayonnement.

Les rayonnements observés peuvent être :

• Des rayonnements alpha constitués par des noyaux d'atome d'hélium chargés positivement. Ces rayonnements sont très peu pénétrants, quelques microns d'aluminium suffisent à les arrêter. Ils n'interviennent pas dans nos mesures.
• Des rayonnements béta composés d'électrons rapides. Eux aussi sont peu pénétrants et quelques millimètres d'aluminium les arrêtent. Ils ne jouent pas de rôle dans nos mesures.
• Des rayonnements gamma constitués de photons de grande énergie, cent fois plus pénétrants que les rayons béta. Ce sont eux qui vont intervenir dans nos mesures.

spectre d'émission des rayons gamma des 3 éléments radioactifs principaux

Les rayonnements gammas sont caractérisés par leur énergie E. L'énergie d'une émission gamma, souvent exprimée en million d'électrons-volts (Mev), est caractéristique du noyau et donc de l'isotope qui l'a produite, comme le montre la figure ci-dessus où l'on a représenté le spectre d'émission de rayons gamma des trois éléments radioactifs principaux.