放射性是不稳定核素的 自发转化,会导致辐射的发射。这是一个随机过程,因此,样本中所有的原子核 都有相同的衰变概率。单位时间内的衰变数 称为放射性活度 A,它与 放射性核数 N 成正比。衰变常数拉姆达 是单位时间内 每个原子核衰变的平均概率。放射性活度用辐射探测器测量,它的国际单位制单位是贝可勒尔,每秒衰变一次为 1 贝可勒尔。居里也是放射性活度单位,1 居里相当于 370 亿贝可勒尔,仍然在大规模应用中使用。不同放射性核素具有不同的衰变速率。由于放射性活度与放射性原子的数量成正比,随着样品中不稳定原子核数量的减少,放射性活度会随着时间的推移而降低。放射性活度随时间的变化 通过指数方程计算,式中 A 是时间 t 时的放射性活度,A₀ 是初始放射性活度,λ是衰变常数,t 是 自放射性活度为 A₀ 时经过的时间。放射性核素的半衰期 t_1/2 是 样品的放射性活度降低至该值一半 所需的平均时间。因此,该方程可以重新排列,根据衰变常数计算半衰期,半衰期与衰变常数成反比。半衰期是放射性核素的固有特性,不同核素之间的半衰期差别很大:氡-220 的半衰期为 1 分钟,而钍-232 的半衰期为 140 亿年。放射性核素的固定半衰期与 放射性定年法等技术有关,放射性定年法根据天然放射性核素的数量 来估计物体的年龄。活体动植物中不稳定碳-14 与稳定碳-12 的 比例与大气中的比例相当。这一比例通过空气和食物中 补充的碳来维持。死亡后,随着放射性碳-14 通过 发射贝塔粒子衰变,碳-14 与碳-12 的 比率开始下降。如果一个样本的碳-14 含量是它存活时的 25%那么肯定经过了 两个半衰期。这个物体肯定有了 11460 年的历史。