Gli isotopi dello stesso elemento differiscono nel numero di neutroni contenuti nel nucleo degli atomi dell'elemento, il che li fa differire nei loro pesi atomici. Alcuni isotopi sono più radioattivi e instabili di altri.
Molti isotopi sono particelle instabili e spontaneamente liberate dal decadimento radioattivo, incluse particelle alfa, particelle beta e radiazioni gamma. Il tempo necessario per la decadenza di un dato nucleo è casuale, e la quantità di tempo che impiega a metà di un campione di un isotopo per decadere è nota come emivita. Gli isotopi con emivita più breve decadono più rapidamente, emettendo più particelle.
