O decaimento alfa ocorre principalmente em núcleos pesados (A > 200, Z > 83). A perda de uma partícula α origina um nuclídeo filha com um número de massa quatro unidades menor e um número atómico duas unidades menor que as do nuclídeo pai.

O decaimento beta (β) é a emissão de um eletrão ou positrão de um núcleo. O iodo-131 é um exemplo de um nuclídeo que sofre decaimento β⁻:

O eletrão emitido é do núcleo atómico e não é um dos eletrões que rodeiam o núcleo. A emissão de um eletrão não altera o número de massa do nuclídeo, mas aumenta o número de protões e diminui o número de neutrões. Um antineutrino () é também emitido devido à conservação de energia.

O oxigénio-15 é um exemplo de um nuclídeo que sofre emissão de positrões, ou decaimento β⁺:

O decaimento de positrões é a conversão de um protão em um neutrão com a emissão de um positrão. Um neutrino (ν_e) também é emitido devido à conservação da energia.

A emissão gama (emissão γ) é observada quando um nuclídeo é formado em um estado excitado e, em seguida, decai para o seu estado fundamental com a emissão de um raio γ, um quantum de radiação eletromagnética de alta energia. A presença de um núcleo em um estado excitado é frequentemente indicada por um asterisco (*). O cobalto-60 emite radiação γ e é utilizado em muitas aplicações, incluindo no tratamento do cancro:

Não há alteração no número de massa ou no número atómico durante a emissão de um raio γ. No entanto, a emissão γ pode acompanhar um dos outros modos de decaimento que resultariam em uma alteração no número de massa ou no número atómico.

A emissão de neutrões é a ejeção de um neutrão do núcleo. Pode acontecer espontaneamente, como o decaimento do berílio-13 para berílio-12, ou em resposta ao bombardeamento por raios ou partículas gama. O número atómico permanece inalterado durante este processo, enquanto que o número de massa diminui em 1.

A captura de eletrões ocorre quando um dos eletrões interiores em um átomo é capturado pelo núcleo do átomo. Por exemplo, o potássio-40 é submetido a captura de eletrões:

A captura de eletrões ocorre quando um eletrão da camada interna se combina com um protão e é convertido em neutrão. A perda de um eletrão da camada interna deixa uma vaga que será preenchida por um dos eletrões exteriores. À medida que o eletrão exterior entra na vaga, ele emite energia. Na maioria dos casos, a energia emitida será na forma de um raio X. A captura de eletrões tem o mesmo efeito no núcleo que a emissão de positrões: o número atómico é diminuído em um e o número de massa não muda.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 21.3: Radioactive Decay.