以粒子束或波的形式發射和傳播能量的過程，在放射化學中常特指電離輻射。

　　輻射類型　輻射包括電磁輻射、聲輻射和有靜止品質的粒子的輻射。電磁輻射是分子、原子或原子核由激發態退激而發射的光子束，按光子能量的遞增，依次可分為無線電輻射、微波輻射、紅外輻射、可見光輻射、紫外輻射、X輻射和γ輻射。粒子輻射有放射性衰變中放出的α輻射、β輻射和裂變中放出的中子輻射等(見放射性衰變類型)，如鈾2238衰變放出α輻射，釷234衰變放出β-輻射，碳11衰變放出β+輻射和鈾235、钚239裂變放出中子輻射，以及各種加速器中加速的粒子束輻射等；宇宙射線大部分由高能量的粒子組成，這些粒子包括質子、中子、較重核及高能電子、介子和各種奇異粒子。在核化學和放射化學研究中涉及的輻射是能量較大、足以引起物質電離的電磁輻射和粒子輻射，合稱電離輻射。按引起電離的過程特征分為直接電離輻射（如 α輻射、β輻射）和間接電離輻射（如中子輻射、γ輻射和 X輻射）。輻射有時也按輻射的粒子種類、發現人的名字、產生方法或產生機理命名，如質子輻射、氘核輻射、切倫科夫輻射、康普頓輻射、同步輻射和軔致輻射等（見表）。（見彩圖）

輻射類型

鈷圃——利用鈷60的γ射線對農作物進行輻射育種的裝置 四川農業科學院原子能應用研究所供稿

月季花的輻射育種——使發生白色突變。左為對照物

冬小麥的輻射育種——賦予早熟、抗條銹 中國農業科學院原子能應用研究所供稿

　　輻射與物質的相互作用　輻射在物質中通過，與物質相互作用而逐步失去能量，最終被物質吸收。物質吸收輻射能量後產生一系列物理和化學變化。研究輻射與物質的相互作用，對於瞭解輻射的性質、輻射所引起的物質的物理和化學變化都是必需的。輻射與物質的相互作用也是輻射測量、放射性防護和輻射加工工藝的基礎。輻射類型不同，與物質的相互作用也不同，通常分為三類。

　　帶電粒子輻射與物質的作用　主要與物質中的電子相互作用而失去能量，能量傳遞給電子。如果電子獲得的能量大於它的電離能，它就脫離原子的束縛而成為自由電子，即原子發生電離；如果電子的能量不足以克服原子對它的束縛，它就激發到能量較高的狀態（激發態或超激發態），即原子被激發。另一種效應是帶電粒子很快減速（受阻），因而以X輻射放出能量，這就是軔致輻射。軔致輻射通常都是由電子突然受阻而產生。帶電重粒子在物質中主要通過靜電作用（庫侖力）使物質中的電子接受能量，重粒子則減少能量。質量為m，動能為E的帶電重粒子在一次碰撞中傳遞給電子的最大能量是4Eme/m(me為電子質量)，或大約為0.002E/A（A為帶電重粒子的核子數）。這是帶電重粒子能量的很小一部分，所以要經過多次作用才能使帶電重粒子失去能量而被阻停。碰撞產生的自由電子有時還具有足夠的動能，它也能引起新的電離，這些具有足夠能量的電子稱為δ射線。

　　X 或γ輻射與物質的作用　主要產生光電效應、康普頓效應和電子對效應。光電效應中入射的光子與吸收物質中的原子作用而完全消失，而從該原子的電子殼層中放出能量為Ee的電子（稱為光電子）：

Ee＝hv-EB

h v為光子的能量， E B是光電子在原來原子殼層中的結合能。在光子能量不很高和吸收物質的原子序數較大時，光電效應是最重要的作用形式。康普頓效應發生在入射光子和電子之間，一般放射性 核素放出的γ輻射的能量范圍，最適宜發生康普頓效應。光子發生康普頓散射後能量並未全部失去，隻是部分交給電子，這種電子稱為反沖電子或康普頓電子。光子與電子發生康普頓效應時遵守能量和動量守恒定律。產生電子對效應要求光子的能量必須超過電子靜止質量能量的兩倍(1.02兆電子伏)，這種作用必須在原子核的參與下才能發生，結果是光子消失而產生電子－正電子對。如光子能量大於1.02兆電子伏，則超出的能量以動能的形式被電子和正電子帶走。這三種過程的相對重要性隨輻射能量 E γ和吸收物質的原子序數 Z而變（圖1）。

　　中子與物質的作用　一般分為三種過程，即彈性散射、非彈性散射和被原子核吸收而產生核反應（圖2）。極少數中子如果沒有被原子核吸收，則最終衰變為質子和電子。中子不帶電，不能與原子核或電子以庫侖力相互作用；中子主要通過與原子核碰撞而失去能量或被核吸收，產生的反沖核或其他輻射可進一步與物質作用。能量小於0.5電子伏的中子（慢中子）主要與原子核進行彈性散射，即碰撞前後相碰撞粒子動能之和相等、原子核內部能量不發生變化，中子失去部分能量，被碰撞核獲得這部分能量作為動能，作用過程符合能量和動量守恒定律。原子核的質量越是接近中子質量，則在一次正碰撞中接受中子能量的分數越大，所以含氫物質對中子慢化最為有效。中子最後慢化到相應溫度的熱運動能量為止，室溫時熱運動中子的平均能量為0.025電子伏，這類中子稱為熱中子。當中子能量較大並且被碰撞核的質量較大時，主要進行非彈性散射過程，即碰撞前後碰撞粒子的動能之和不相等，原子核內部能量發生變化；這時中子有較大能量轉移給反沖核，使核激發到較高能級同時又具有一定的動能。反沖核很快退激，放出γ輻射。中子被核吸收，在中子被慢化到熱中子狀況時最為可能，這時發生的核反應類型一般是(n，γ)反應，如238U(n，γ)239U；其他核反應也可能發生，如10B(n，α)7Li、鈾235吸收中子後的裂變等。中子能量較大時引起核反應的類型更多，但一般反應截面都很小。