La stabilité d'un isotope repose sur le rapport neutrons/protons dans le noyau. Si le rapport est trop élevé ou trop faible, le noyau sera instable et se désintégrera. Le rapport idéal neutrons/protons varie en fonction de l’élément. Par exemple, l’hélium-4 possède deux protons et deux neutrons, ce qui constitue un rapport stable. Cependant, l’hélium-3 possède deux protons et un neutron, ce qui constitue un rapport instable. L'hélium-3 se désintégrera en hélium-4 en émettant une particule bêta.