Gli isotopi radioattivi sono instabili perché l'aggiunta di altri neutroni supera l'energia di legame che normalmente tiene insieme il nucleo. L'isotopo rilascia energia come radiazione per stabilizzare il nucleo.
Gli isotopi di un elemento hanno lo stesso numero di protoni, ma variano nel numero di neutroni nel nucleo. I protoni nel nucleo hanno cariche positive e si respingono naturalmente l'un l'altro; tuttavia, negli atomi stabili, l'energia di legame è maggiore delle forze di repulsione e l'atomo rimane stabile.
Gli atomi stabili generalmente hanno lo stesso numero di protoni e neutroni. Alcuni ospitano da uno a due neutroni aggiuntivi nel nucleo e rimangono stabili. Tuttavia, quando le forze di repulsione raggiungono il punto critico, l'atomo diventa instabile. Per ripristinare l'equilibrio nel nucleo, l'atomo rilascia un neutrone.
Tutti gli elementi con numeri atomici maggiori di 83 sono radioisotopi e hanno nuclei radioattivi instabili. Gli elementi con numeri atomici di 83 o meno hanno almeno un isotopo stabile e un isotopo instabile. Mentre ci sono più di 1.000 radioisotopi, solo 50 esistono in natura. Quando l'isotopo perde un neutrone, diventa spesso un isotopo più stabile dello stesso elemento. Tuttavia, alcuni isotopi attraversano il processo di trasmutazione per diventare un nuovo elemento.
