Les isotopes d'un même élément diffèrent par le nombre de neutrons contenus dans le noyau des atomes de l'élément, ce qui les fait différer par leur poids atomique. Certains isotopes sont plus radioactifs et instables que d'autres.
De nombreux isotopes sont des particules instables et libèrent spontanément des particules par désintégration radioactive, notamment les particules alpha, les particules bêta et le rayonnement gamma. Le temps qu'il faut pour qu'un noyau donné se désintègre est aléatoire, et le temps qu'il faut à la moitié d'un échantillon d'un isotope pour se désintégrer est connu comme sa demi-vie. Les isotopes avec des demi-vies plus courtes se désintègrent plus rapidement, émettant plus de particules.
