Katram elementam ir viens vai vairāki izotopi ar nestabiliem kodoliem, kas var izraisīt radioaktīvu sabrukšanu. Šajā procesā kodols var atbrīvot daļiņas vai elektromagnētisko starojumu. Ja kodola rādiuss ir lielāks par spēcīgā spēka darbības rādiusu, var rasties radioaktīva sabrukšana, un spēcīgā spēka darbības rādiuss ir tikai daži femtometri.
Visbiežāk sastopamie radioaktīvie sabrukumi ir šādi:
Alfa sabrukšana: kodols izdala alfa daļiņu, hēlija kodolu, kas satur divus protonus un divus neitronus. Sabrukšanas rezultāts ir jauns elements ar zemāku atomskaitli.
Beta sabrukšana: vājas mijiedarbības fenomens, kurā neitrons tiek pārveidots par protonu vai protons tiek pārveidots par neitronu. Pirmais ir saistīts ar elektronu un antineitrīno atbrīvošanu, bet pēdējais atbrīvo pozitronu un neitrīno. Atbrīvotos elektronus vai pozitronus sauc par beta daļiņām. Tāpēc beta sabrukšanas var palielināt vai samazināt atomu skaitu par vienu.
Gamma sabrukšana: kodola enerģijas līmenis tiek samazināts, un elektromagnētiskais starojums izdalās, parasti pēc alfa daļiņu vai beta daļiņu izdalīšanās.
Izotopu pussausais laiks ar Z protoniem un N neitroniem
Citi salīdzinoši reti radioaktīvi sabrukumi ietver: neitronu vai protonu atbrīvošanu, kodolu vai elektronu klasteru atbrīvošanu un ātrgaitas elektronu ģenerēšanu beta staru un augstas enerģijas fotonu vietā, izmantojot gamma starus, izmantojot iekšējo pārveidi.
Katram radioizotopam ir raksturīgs sabrukšanas periods, kas ir pussadma. Pussausais laiks ir laiks, kas vajadzīgs, lai puse parauga sabruktu. Tas ir eksponenciāls sabrukums, tas ir, pastāvīgs 50% parauga sabrukums katrā pussaīdības periodā. Citiem vārdiem sakot, pēc diviem pussadmiem paliek tikai 25% no sākuma izotopa.