Nestabilna (odnosno, radioaktivna) jezgra može postati stabilnija nakon emitiranja čestica i energije. Taj se proces naziva propadanje (Radioaktivno propadanje). Te čestice ili energija (potonje koje emitiraju elektromagnetski valovi) zajednički se nazivaju zračenjem. Zračenje koje emitiraju nestabilne jezgre mogu biti alfa (helij jezgra) čestice, beta (elektroni ili pozitroni) čestice, gama zrake ili neutroni.
Tijekom procesa propadanja radionuklida, broj jezgri nuklida postupno se smanjuje. Vrijeme potrebno za propadanje na samo polovicu izvorne mase naziva se polovični život nuklida. Svaki radionuklid ima specifičan poluživot, u rasponu od nekoliko mikrosekundi do milijuna godina.
Fenomen u kojem atomska jezgra postaje nova jezgra zbog emisije određene čestice. Jezgra je kvantni sustav. Nuklearno propadanje je spontana promjena jezgre. To je proces kvantne tranzicije i poštivati zakone kvantne statistike. Za svaki radionuklid, točan trenutak propadanja je nepredvidiv, ali u cjelini, zakon propadanja je vrlo jasan. Ako je broj nuklearnih propadanja u dt vremenskom intervalu dN, mora biti proporcionalan broju atomskih jezgri N prisutnih u to vrijeme, a očito i proporcionalan vremenskom intervalu dt.
Postoje tri vrste propadanja: alfa propadanje, beta propadanje i propadanje gama.
Nuklearna fisija
Nuklearna fisija odnosi se na cijepanje jezgre u nekoliko jezgri. Nuklearna fisija je obično uzrokovana neutronima koji bombardiraju jezgru većom masom. Nakon fisije jezgre nastaju dva dijela jednake mase i oslobađa se energija, što ponekad rezultira lancem Došlo je do reakcije. Energija = ╳ brzina svjetlosti na kvadrat