Непосредственно ионизирующее излучение (НИИ) состоит из частиц, энергия которых достаточна для ионизации при взаимодействии с атомами вещества (протонное излучение ускорителей, β- и α-излучение радионуклидов). На сегодняшний день известно порядка 200 искусственных и 40 естественных α-активных ядер. Для таких тяжелых элементов, как плутоний, торий, уран и пр., характерен α-распад. Под α-частицами понимают положительно заряженные ядра гелия, обладающие малой проникающей и большой ионизирующей способностью. Они имеют скорость движения 20 тыс.км/с.
β-излучение представляет собой поток отрицательно заряженных частиц, образующихся при β-распаде изотопов. При взаимодействии с атомами среды бета-частицы, скорость которых приближена к скорости света, отклоняются от своего направления. То есть путь, проходимый в веществе, выглядит как ломаная линия. Самые высокоэнергетические частицы способны проникать до 5 мм в металл (алюминий), при этом стоит отметить, что их ионизирующая способность гораздо меньше, чем у α-частиц.
При радиоактивных превращениях атомные ядра испускают γ-излучение, обладающей до нескольких миллионов электрон-вольт. Оно способно распространяться в воздухе со скоростью света. Однако ионизирующая способность γ-излучения существенно меньше, чем у β- и α-частиц.
Высокоэнергетические электромагнитные излучения –– это γ-излучение. Оно отличается высокой проникающей способностью, которая изменяется в широких пределах. По своей природе все ИИ подразделяются на корпускулярные и фотонные. К корпускулярному ИИ относят нейтронное, α-излучение, протонное и электронное излучения. Оно состоит из потока заряженных частиц, имеющих достаточную кинетическую энергию для ионизации атомов при столкновении. К фотонному ИИ относятся γ-излучение, которое возникает при изменении энергосостояния атомных ядер.