Radonia esiintyy luonnossa ja se muodostuu uraanin hajoamisesta. Radonin atomit hajoavat myös vapauttamalla atomipartikkeleita. Alkuaine itsessään ja osa aineista, joihin se hajoaa, ovat radioaktiivisia ja voivat aiheuttaa sairauksia ihmisille.
Kaikki elementit sisältävät ytimessään protoneja ja neutroneja – paitsi vety, jossa on vain protoni. Nukleaaristen hiukkasten ohella elementillä on myös elektronihiukkasia, jotka kiertävät ydintä. Elementit luokitellaan niiden sisältämien protonien määrän mukaan. Tämä luku on elementin atominumero. Esimerkiksi radonissa on aina 86 protonia.
Jotkut elementit voivat vaihdella neutronien lukumäärässä ytimessään. Nämä tunnetaan alkuaineen isotoopeina, ja jokainen isotooppi tunnetaan sen massanumerosta, joka on neutronien määrään lisätty protonien määrä. Esimerkiksi yleisimmän radon-isotoopin, radon-222, ytimessä on 86 protonia ja 136 neutronia. Harvinaisempi isotooppi on radon-220.
Elementit hajoavat kahdella tavalla. Ne voivat vapauttaa kaksi protonia ja kaksi neutronia, mikä muuttaa sekä atomilukua että massanumeroa. Tämä tunnetaan alfahajoamisena, ja nippuna vapautuneita hiukkasia kutsutaan alfahiukkasiksi.
Beetahajoaminen on, kun neutroni vapauttaa elektronin ja muuttuu protoniksi. Vapautunut elektroni tunnetaan beetahiukkasena. Tämä muuttaa atomilukua, koska elementissä on uusi protoni. Massanumero ei muutu.
Radon itsessään on uraani-238: n hajoamistuote. Radonin hajoaminen tapahtuu tapahtumaketjun kautta, jolloin yksi elementti muuttuu toiseksi. Radioaktiiviset elementit eivät hajoa kerralla, joten tiedemiehet käyttävät puoliintumisajan mittausta seuratakseen kunkin alkuaineen pitoisuuksia. Puoliintumisaika on aika, jonka puolet elementin määrästä muuttuu toiseksi elementiksi.
Esimerkiksi radon-222: n puoliintumisaika on 3.8 päivää. 3.8 päivän kuluttua puolet alueen radonista vapauttaa yhden alfahiukkasen ja muuttuu polonium-238: ksi. Polonium-238: n puoliintumisaika on vain kolme minuuttia, ennen kuin se vapauttaa alfahiukkasen ja muuttuu lyijy-214: ksi.
Lyijy-214, jonka puoliintumisaika on 27 minuuttia, muuttuu vismutti-214: ksi vapauttamalla beetahiukkasen. 20 minuutin kuluttua puolet vismutti-214: stä on muuttunut polonium-214: ksi vapauttaen toisen beetahiukkasen. Polonium, jonka puoliintumisaika on vain 180 sekuntia, hajoaa sitten lyijy-210: ksi vapauttamalla alfahiukkasen. Radon-222-lyijy-210-ketjun elementit ovat lyhytikäisiä ja vaarallisia, koska paljon radioaktiivisia hiukkasia vapautuu lyhyessä ajassa.
Radonin hajoaminen jatkuu hitaasti, ja lyijy muuttuu vismutiksi-210 vuosikymmenien aikana. Vismutti hajoaa sitten muutaman päivän ajan polonium 210: ksi. Beetahiukkasia vapautuu näiden vaiheiden aikana ketjussa. Lopuksi polonium päästää alfa-hiukkasen menemään ja ketju päättyy vakaaseen ei-radioaktiiviseen lyijy-206-isotooppiin.
Syy siihen, miksi radonin hajoaminen on vaarallista ihmisille, on se, että ketjun radioaktiivisista elementeistä vapautuvat hiukkaset voivat aiheuttaa syöpää nieltynä tai hengitettynä. Radonia esiintyy kaasuna monissa taloissa, erityisesti kellareissa, ja kerää paikkoja, joissa ei ole tuuletusta. Kaivostyöläiset voivat myös altistua korkeille kaasupitoisuuksille. Radon itse tulee maaperään hajoavasta uraani-238: sta. Radonin hajoamisketju on siis vain yksi osa suurempaa hajoamisketjua.