Radioaktivna tvar je tvar koja je u procesu radioaktivnog raspada. To je kada je jezgra atoma nestabilna i tako šalje ionizirajuću energiju. To ga čini da dosegne niže energetsko stanje i transformira se.
Ideja o tome koja je najradioaktivnija tvar donekle je problematična sama po sebi, jer se moramo zapitati što zapravo podrazumijevamo pod najradioaktivnijim. Postoje tri glavne vrste ionizirajućeg zračenja: alfa, beta i gama. Oni su nazvani po raznim česticama koje radioaktivna tvar može poslati. Alfa čestica se sastoji od dva protona povezana s dva neutrona kako bi napravili nešto što je isto kao jezgra helija. Beta čestica je ili pozitron ili elektron. A gama zrake su protoni visoke energije, s energijom iznad 100keV raspona. Postoje i druge vrste zračenja, ali ove tri čine većinu vidljivog zračenja.
Opasnosti ovih oblika zračenja, koje utječu na to kako razmišljamo o tome koji je element najradioaktivniji, na mnogo načina utječu na to koliko ih je lako zaštititi. Alfa čestice će se, na primjer, odbijati od gotovo svega, čak i od tankog lista papira ili kože. Beta zrake će prodrijeti kroz najosnovnije štitove, ali ih može zaustaviti nešto poput aluminija. S druge strane, gama zrake će prodrijeti u gotovo sve, zbog čega se teška olovna zaštita često koristi u situacijama kada se gama zrake mogu osloboditi.
Kako se radioaktivni element transformira, na tom putu može proći kroz razne oblike raspadanja. Na primjer, uran-238 oslobađa alfa česticu da se pretvori u torij-234, koji zauzvrat oslobađa beta česticu da se pretvori u protaktinij-234. Dakle, jedna pojedinačna tvar može se zapravo transformirati u mnogo različitih radioaktivnih tvari tijekom svog životnog ciklusa i pritom oslobađati različite vrste radioaktivne energije.
Možda je najlakši način da procijenite koja je tvar najradioaktivnija gledajući vrijeme poluraspada. Poluživot elementa je koliko je vremena potrebno elementu da se raspadne na polovicu svoje izvorne veličine. Elementi s iznimno dugim poluživotom mogu se činiti stabilnima, jer im je toliko potrebno da oslobode bilo kakvu energiju u obliku radioaktivnog raspada. Ovi dugovječni elementi, poput bizmuta, na primjer, mogu se tretirati kao u biti neradioaktivni, pa su tako daleko od toga da budu najradioaktivniji. Slično tome, elementi kao što je radij imaju poluraspad preko 500 godina, pa se također ne natječu za najradioaktivnije.
Elementi poput prometija, s druge strane, dovoljno su opasni da se njima ne može sigurno rukovati, ali ni blizu najradioaktivnijih. Kako se pomičemo dalje niz periodni sustav, počinjemo pronaći sve više radioaktivnih tvari, kao što su nobelium i Lawrencium. Oni imaju vrijeme poluraspada u minutama i prilično su radioaktivni.
Međutim, da bismo pronašli najviše radioaktivnih tvari, moramo otići do samih krajeva periodnog sustava, do elemenata koji su ikada viđeni tek nakon što su ih stvorili ljudi. Elementi kao što je unbibium na kraju tablice, ili ununpentium, među najradioaktivnijim su poznatim čovjeku. Ununpentium-287, na primjer, ima poluživot od samo 32 ms. To se može usporediti s elementima kao što je plutonij-239, koji ima poluživot od više od 200 godina, pa iako je prilično otrovan, nije ni blizu radioaktivan kao teži elementi. Iako se često naziva najradioaktivnijom tvari na Zemlji, plutonij je zapravo prilično pitom u usporedbi s ununpentijem, ununtrijem, ununoctiumom i mnogim drugim tek nedavno stvorenim.