放射性核素发射的带电粒子有α，β ^-，β ⁺和内转换电子等，它们可与轨道电子作用，引起原子的电离和激发；也可与原子核作用，产生轫致辐射、散射和核反应；正电子与电子会发生湮灭反应。

电离：带电粒子与物质的原子相互作用，使核外轨道电子获得足够的能量而脱离原子，成为自由电子。原子失去电子成为离子。原子或原子团由于失去电子（或得到电子）而变成离子的过程称为电离。

一次电离（原电离）：入射带电粒子引起的电离。

次（级）电离：一次电离产生的自由电子有一些能量较高，又可引起电离，称为次电离。

总电离：原电离与次电离之和称为总电离。

电离密度：带电粒子在单位路程上产生的电子-离子对的数目，叫电离密度，用η表示。它和粒子电荷量q、粒子速度v和物质密度ρ有关：q↑+ v↓+ ρ↑→η↑。如：α粒子（q大，v慢）和β粒子相比，α粒子的电离能力强。

激发：如果在带电粒子与原子的相互作用中传递给轨道电子的能量不足以使原子电离，相互作用的结果是轨道电子运动到更高的壳层，即原子激发。激发后的原子放出特征X射线或产生俄歇效应。

入射粒子与粒子或粒子系统碰撞而改变运动方向与能量的过程。若仅改变方向而不改变能量者称为弹性散射。散射时粒子偏转角度θ与粒子和物质性质有关：粒子电荷q↑、物质原子序数Z↑、粒子质量m↓、粒子速度v↑都会使散射偏转角θ↑。在一次或多次散射后，可能发生粒子散射角大于90°的情况，称为反散射。

入射带电粒子经电离、激发和轫致辐射等失去能量后，被物质吸收。α粒子俘获周围原子的两个电子成为氦原子，β ^-粒子成为自由电子，β ⁺粒子与电子产生湮灭反应后消失。带电粒子在物质中运动从起点到终点的直线距离称为射程。

也称作韧致辐射，是指高速带电粒子穿过物质时，受原子核的作用力而改变速度，失去动能，其中的一部分动能以电磁波的形式辐射出来。

轫致辐射发射的能量分布从0到粒子的最大能量都有。

轫致辐射中发射电磁波的多少与粒子和物质性质的关系。

轻元素（H，C）产生轫致辐射较少，而重元素（如铅）产生的轫致辐射多。只有当粒子能量较高时，轫致辐射才显著。轻粒子（如β粒子）才有显著的轫致辐射。防护屏的材料应采用原子序数较低的物质作为第一层。

正电子从核内发射出来后，在周围物质（如人体组织）中不断损失能量而减慢速度。一旦它静止下来就和周围物质中的一个电子结合，发生湮灭辐射，正、负电子消失，它们的质量转变为两个能量相等（511keV）、方向相反的光子。也称为湮灭反应，光化辐射。

带电粒子因电离引起的能量损失叫电离损失，是带电粒子在物质中损失能量的重要方式。

电子质量与跟它发生作用的原子的轨道电子质量一样，所以一次碰撞可能损失很大能量，最大能量转移可为电子能量的一半，碰撞后入射电子运动方向会有较大的改变。

带电粒子的电离损失与粒子的速度平方成反比，在能量相同的情况下，电子的速度比α粒子的速度大的多，因而电子的电离损失率比α粒子要小的多，它穿透物质的能力比α粒子大得多。

带电粒子由轫致辐射引起的能量损失叫辐射损失，是带电粒子在物质中损失能量的另一种方式。

轫致辐射引起的辐射能量损失率有如下关系：

式中m是入射粒子的质量，E为入射粒子能量；z和Z分别为入射粒子的电荷量和靶物质的原子序数；N为单位体积物质中的原子数。下标rad表示辐射损失。从式中可以看出：辐射损失率与z ²成正比，与m ²成反比。

阻止本领是用来描述入射带电粒子在介质中每单位路径长度上损失的平均能量的物理量，是研究带电粒子与物质相互作用的主要内容之一。阻止本领一般难以测量，只能进行理论估算。

在一般能量范围内，如E < 10MeV，β射线在物质中，主要由电离、激发和韧致辐射损失能量，其中：碰撞阻止本领对应电离损失，记作 _col。

辐射阻止本领对应辐射损失，记作 _rad；总阻止本领为 _col与 _rad之和。

带电粒子在物质中运动从起点到终点的直线距离称为射程。

对α粒子来说，能量相同的α粒子射程基本相同。它在空气中的射程与能量的关系为：

其中R的单位为厘米（cm），E的单位为MeV。比如， ²⁴¹Am发射的α粒子（E = 5.49MeV）在空气中射程为R = 0.325 × 5.49 ^3/2 = 4.18cm。

对β粒子，由于其能量是连续的，而且有较多的散射和轫致辐射，因此β粒子的射程有很大不同。能量最大的β粒子所运动的最大距离称为最大射程，这个射程不便测量。通常是实际测量吸收曲线，将其外直线部分外推到与本底线相交，此处的吸收物质厚度称为外推射程。

对于具有相同初速度的两个重粒子，它们的射程比简单表示为：

其中：R ₁和R ₂为射程；M ₁和M ₂为静止质量；Z ₁和Z ₂为电荷。

射程比公式非常有用，它可以通过一种已知在某物质中射程的粒子，计算出另一种粒子在该物质中的射程。