Stabiliteten hos en isotop baseras på förhållandet mellan neutroner och protoner i kärnan. Om förhållandet är för högt eller för lågt kommer kärnan att vara instabil och sönderfalla. Det ideala förhållandet mellan neutroner och protoner varierar beroende på grundämnet. Helium-4 har till exempel två protoner och två neutroner, vilket är ett stabilt förhållande. Helium-3 har dock två protoner och en neutron, vilket är ett instabilt förhållande. Helium-3 kommer att sönderfalla till helium-4 genom att avge en beta-partikel.