Isótopos do mesmo elemento diferem no número de nêutrons contidos no núcleo dos átomos do elemento, o que faz com que eles difiram em seus pesos atômicos. Alguns isótopos são mais radioativos e instáveis do que outros.
Muitos isótopos são instáveis e liberam partículas espontaneamente por meio do decaimento radioativo, incluindo partículas alfa, partículas beta e radiação gama. O tempo que leva para um determinado núcleo decair é aleatório, e a quantidade de tempo que leva para metade de uma amostra de um isótopo decair é conhecida como meia-vida. Isótopos com meia-vida mais curta decaem mais rapidamente, emitindo mais partículas.