Un nucleu instabil (adică radioactiv) poate deveni mai stabil după emiterea de particule și energie. Acest proces se numește descompunere (dezintegrare radioactivă). Aceste particule sau energie (aceasta din urmă emisă de undele electromagnetice) sunt denumite în mod colectiv radiații. Radiația emisă de nucleele instabile poate fi particule alfa (nucleu de heliu), particule beta (electroni sau pozitroni), raze gamma sau neutroni.
În timpul procesului de descompunere a unui radionuclid, numărul de nuclee ale nuclidului scade treptat. Timpul necesar pentru descompunere la doar jumătate din masa inițială se numește timpul de înjumătățire al nuclidului. Fiecare radionuclid are un timp de înjumătățire specific, variind de la câteva microsecunde la milioane de ani.
Un fenomen în care un nucleu atomic devine un nucleu nou datorită emisiei unei anumite particule. Nucleul este un sistem cuantic. Dezintegrarea nucleară este o schimbare spontană a nucleului. Este un proces de tranziție cuantică și se supune legilor statisticilor cuantice. Pentru orice radionuclid, momentul exact al degradării sale este imprevizibil, dar ca un întreg, legea degradării este foarte clară. În cazul în care numărul de dezintegrări nucleare în intervalul de timp dt este dN, acesta trebuie să fie proporțional cu numărul de nuclee atomice N prezente la acel moment și, evident, și proporțional cu intervalul de timp dt.
Există trei tipuri de dezintegrare: dezintegrare alfa, dezintegrare beta și dezintegrare gamma.
Fisiune nucleară
Fisiunea nucleară se referă la divizarea unui nucleu în mai multe nuclee. Fisiunea nucleară este de obicei cauzată de neutroni care bombardează nucleul cu o masă mai mare. După fisiunea nucleului, se formează două părți de masă egală și se eliberează energie, uneori rezultând un lanț Reacția a avut loc. Energie = masa ╳ viteza luminii la pătrat