Radyasyon ışınları, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar şeklinde enerji iletimi veya aktarımı olarak tanımlanır. Radyoaktif maddelerin alfa, beta ve gama şeklinde yaydıkları ışınlar veya uzayda yayılan herhangi bir elektromanyetik ışınımı meydana getiren unsurların tümüne radyasyon ışınları denir.

Radyasyon ışınlarını ilk keşfeden kişi, Fransız fizikçi Antoine Henri Becquerel olarak bilinir. Becquerel, ilk defa uranyum tuzunun görünmeyen ışınımlar yaydığını keşfetmiş ve bu keşif, radyasyon ışınlarının bilimsel tarihçesinde önemli bir dönüm noktası olmuştur. Bundan yaklaşık iki yıl sonra, Marie Curie ve eşi Pierre Curie, uranyum elementi ile yaptıkları deneylerde Becquerel'in belirttiği ışınları gözlemlemişlerdir. Bu deneyler sonucunda polonyum ve radyum elementlerini keşfetmişler ve bu iki elementin daha fazla radyasyon ışınımı yaydığını gözlemlemişlerdir.

Radyasyon ışınları, oluşum ve yayılım olarak üç kısımda incelenir:

Bir atom çekirdeğinin parçalanması ile ortaya çıkan iki proton ve iki nötrondan oluşan helyum çekirdeklerine alfa parçacıkları denir. Alfa ışınları, bu parçacıkların yayılımı ile oluşur.

Beta ışınları da alfa ışınları gibi atom çekirdeğinin parçalanmasından oluşur. Bu parçalanma sonucunda bir elektron veya bir pozitron çekirdekten ayrılır. Bu elektron, çekirdekteki bir nötronun protona dönüşmesiyle oluşur ve atomun kendi elektronu değildir. Çekirdekte bir protonun bir nötrona dönüşmesi sonucunda bir pozitron oluşur. Bu parçacıklara beta parçacıkları ve pozitronlara ise beta+ parçacıkları denir. Bu parçacıklardan, beta ve beta+ radyasyon ışınları oluşur.

Gama ışınları, dalga boyu olarak daha kısa olmasına rağmen ışık gibi fotonlardan meydana gelir ve ışık hızı ile yayılır. Atom çekirdeğinden bir alfa veya beta parçacığının ayrılmasından sonra çekirdekte fazladan enerji oluşur. Gama ışınları, bu fazladan enerjinin çekirdekten ayrılması ile meydana gelir. Yüksek enerji seviyesine sahip olan atom çekirdeği kararsız bir yapıya sahiptir. Kararlı bir yapıya sahip olmak için çekirdekten sürekli enerji ayrılır ve gama ışınları da bu çekirdekten ayrılan elektromanyetik enerjidir. Özellikle baryum atomu, yüksek enerji seviyesine sahip ve kararsız bir atomdur ve gama ışınları olarak çekirdekten ayrılır.

Alfa, beta ve gama ışınları, elektromanyetik yayılımın en üst bandında yer alır ve insan sağlığına oldukça zararlıdır. Bu yayılımın bir alt bandında yer alan X ışınları da insan sağlığına zararlı radyasyon ışınlarıdır. X ışınlarının bir alt bandında yer alan morötesi (UV) ışınlar, cilt kanseri dahil birçok rahatsızlığa neden olabilir. Morötesi ışınların bir altındaki görünür ışık ise zararsızdır ve görmemiz için gereklidir. Görünür ışığın hemen alt bantlarında mikrodalgalar ve radyo dalgaları bulunur. Mikrodalga fırınlar, cep telefonları ve baz istasyonları bu kategoride örnek gösterilebilir.

Radyasyon ışınları, parçacık tesirli veya elektromanyetik ışınım olsun, birçok zararlı etkilerinin yanı sıra tıpta önemli ve faydalı alanlarda kullanılmaktadır. Örneğin, kanser tedavisinde kullanılan radyoterapi, radyasyon ışınlarının tıbbi uygulamalardaki önemini göstermektedir.