Ekstra nötronların eklenmesi normalde çekirdeği bir arada tutan bağlanma enerjisinin üstesinden gelir çünkü radyoaktif izotoplar kararsızdır. İzotop çekirdeği stabilize etmek için radyasyon olarak enerji bırakır.
Bir elementin izotopları aynı sayıda protona sahiptir, ancak çekirdekteki nötronların sayısına göre değişir. Çekirdekteki protonların pozitif yükleri vardır ve doğal olarak birbirlerini iterler; ancak, kararlı atomlarda, bağlanma enerjisi, itme kuvvetlerinden daha büyüktür ve atom sabit kalır.
Kararlı atomlar genellikle aynı sayıda proton ve nötrona sahiptir. Bazıları çekirdekte bir ila iki ek nötron barındırır ve sabit kalır. Bununla birlikte, itme kuvvetleri kritik noktaya ulaştığında, atom kararsız hale gelir. Çekirdekteki dengeyi yeniden sağlamak için, atom bir nötron salgılar.
83'ten büyük atom numaralarına sahip tüm elementler radyoizotoplardır ve dengesiz, radyoaktif çekirdeklere sahiptir. Atom numarası 83 veya daha az olan elementler, en az bir kararlı izotop ve bir dengesiz izotop içerir. 1000'den fazla radyoizotop varken, doğada sadece 50 kişi var. İzotop bir nötronu kaybettiğinde, genellikle aynı elemanın daha kararlı bir izotopu haline gelir. Bununla birlikte, bazı izotoplar yeni bir öğe olmak için dönüşüm sürecinden geçer.