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Toute la matière qui nous entoure, gazeuse, fluide ou solide est constituée d'atomes. Il n'y a qu'un nombre limité d'atomes, mais ils s'associent spontanément de multiples manières. À cause de cela notre environnement a une très grande variété. Quand les atomes se combinent ils forment des molécules. Un atome est minuscule, mais il est encore constitué d'un noyau autour duquel tournent à grande vitesse des électrons, particules élémentaires qui portent une charge électrique. Chaque noyau est constitué d'un assemblage dense encore plus petites: les protons qui sont aussi des porteurs d'une charge électrique et les neutrons qui sont sans charge. Un atome possède toujours autant de protons que d'électrons.
Tous les atomes d'un même élément chimique ont le même nombre de protons et d'électrons, mais leur nombre de neutrons peut différer.
L'uranium est le plus lourd des éléments naturels. Ses atomes possèdent tous 92 protons et 92 électrons. L'uranium avec 146 neutrons s'appelle uranium 238 (U 238). Avec 143 neutrons on a son isotope qui s'appelle uranium 235 (U235).
Le plus petit des éléments est l'hydrogène (ordinaire) qui ne possède pas de neutrons et seulement un proton et un électron. Si on ajoute un neutron on a de deutérium, et si on ajoute deux neutrons on a de tritium. Les isotopes ont les comportements nucléaires différents.
La plupart des atomes dans la nature sont stables, ca veut dire qu'ils ne se modifient pas sans intervention extérieure. Les atomes qui ne sont pas stables sont dits radioactifs. Ils s'appellent des radionucléides, parce que leur noyau expulse des particules qui émette des rayonnements. Ce faisant chaque atome se transforme en un atome différent. Les principaux rayonnements émis sont les rayonnements alpha, bêta et gamma. Les rayonnements alpha et bêta sont des flux de particules matérielles, mais le rayonnement gamma est une onde électromagnétique, comme la lumière visible, mais il porte plus d'énergie. On peut définir pour chaque radionucléide sa période radioactive: c'est le temps au bout duquel la moitié des atomes radioactifs a disparu.
Plus un rayonnement transporte d'énergie, plus il est pénétrant. Les rayonnements gamma sont très pénétrants et peuvent parcourir des distances considérables dans l'air: il faudra une forte épaisseur de plomb ou de béton pour s'en protéger.
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