Un atomo è stabile a causa di un nucleo equilibrato che non contiene energia in eccesso. Se le forze tra i protoni e i neutroni nel nucleo sono sbilanciati, allora l'atomo è instabile. Gli atomi stabili mantengono la loro forma indefinitamente, mentre gli atomi instabili subiscono il decadimento radioattivo. La maggior parte degli atomi presenti in natura sono stabili e non decadono.
Il nucleo di un atomo è costituito da protoni e neutroni. Le forze all'interno del nucleo di un atomo stabile sono bilanciate perché il nucleo contiene il numero corretto di protoni e neutroni. Questi atomi sono teoricamente resistenti a tutte le forme di decadimento tranne il decadimento del protone, che è una forma ipotetica di decadimento che non è mai stata osservata in laboratorio o in natura.
Gli atomi instabili sono radioattivi e decadono dopo un certo periodo di tempo. Diversi atomi instabili decadono attraverso diversi processi, come l'espulsione di un protone o di un neutrone; la conversione di un protone in un neutrone o un neutrone in un protone; e l'emissione di energia in eccesso sotto forma di fotoni. In molti casi, l'atomo risultante è ancora instabile. Questo atomo quindi decade di nuovo ad un nuovo atomo. Il processo continua in una catena di decadimento finché non viene raggiunta una forma stabile.
