I grandi nuclei atomici sono instabili perché perdono neutroni e protoni nel tempo. Un nucleo è composto da neutroni non caricati e protoni caricati positivamente che, in grandi atomi, non possono essere tenuti stabilmente insieme dal forte atomico forza.
Le particelle con cariche simili, come i protoni, si respingono a vicenda. La forte forza atomica contrasta gli effetti repulsivi che i protoni hanno l'uno sull'altro all'interno di un nucleo atomico. I nuclei atomici con un basso numero di protoni esibiscono una forza repulsiva corrispondentemente piccola, mentre i nuclei atomici con un numero elevato di protoni mostrano una forza molto maggiore. Gli scienziati si riferiscono all'equilibrio tra forze elettrostatiche repulsive e forze atomiche vincolanti come energia di legame di un nucleo. L'energia di legame dei grandi nuclei atomici instabili è insufficiente a impedire all'atomo di irradiare protoni e neutroni nel tempo.
Gli scienziati si riferiscono alle particelle espulse da nuclei atomici instabili come radiazioni. Le radiazioni si verificano a una velocità prevedibile in alcuni atomi, consentendo agli scienziati di utilizzare nuclei atomici instabili per determinare l'età dei materiali che li contengono. Gli atomi con nuclei instabili continuano ad irradiare particelle fino a raggiungere uno stato più stabile, in cui l'energia di legame del nucleo ha abbastanza potenza per tenere insieme l'atomo.
