Nucleele atomice mari sunt instabile deoarece pierd neutroni și protoni în timp. Un nucleu este format din neutronii neîncărcați și protonii încărcați pozitiv care, la atomii mari, nu pot fi ținuți în mod stabil împreună de atomii puternici forța.
Particulele cu încărcături similare, cum ar fi protonii, se resping reciproc. Forța atomică puternică contracarează efectele repulsive pe care protonii o au unul pe altul în interiorul unui nucleu atomic. Atomii nuclei cu un număr redus de protoni prezintă o forță corespunzătoare respingătoare, în timp ce nucleele atomice cu un număr mare de protoni manifestă o forță mult mai mare. Oamenii de știință se referă la echilibrul dintre forțele electrostatice repulsive și forțele atomice obligatorii ca energia de legare a unui nucleu. Energia de legare a nucleelor atomice mari și instabile este insuficientă pentru a menține atomul de la radiația protonilor și a neutronilor în timp.
Oamenii de știință se referă la particulele ejectate de nucleele atomice instabile ca radiații. Radiația are loc la o rată previzibilă în unele atomi, permițând oamenilor de știință să utilizeze nuclee atomice instabile pentru a determina vârsta materialelor care le conțin. Atomii cu nuclee instabile continuă să radieze particule până când ajung la o stare mai stabilă, în care energia de legare a nucleului are suficientă putere pentru a ține atomul împreună.
