Een onstabiele (d.w.z. radioactieve) kern kan stabieler worden na het uitstoten van deeltjes en energie. Dit proces wordt verval (Radioactief verval) genoemd. Deze deeltjes of energie (de laatste die door elektromagnetische golven worden uitgezonden) worden gezamenlijk straling genoemd. De straling die door onstabiele kernen wordt uitgezonden, kan alfadeeltjes (heliumkernen) zijn, bètadeeltjes (elektronen of positronen), gammastralen of neutronen.
Tijdens het vervalproces van een radionuclide neemt het aantal kernen van het nuclide geleidelijk af. De tijd die nodig is om te vervallen tot slechts de helft van de oorspronkelijke massa wordt de halfwaardetijd van het nuclide genoemd. Elk radionuclide heeft een specifieke halfwaardetijd, variërend van een paar microseconden tot miljoenen jaren.
Een fenomeen waarbij een atoomkern een nieuwe kern wordt door de emissie van een bepaald deeltje. De kern is een kwantumsysteem. Nucleair verval is een spontane verandering van de kern. Het is een kwantumtransitieproces en het gehoorzaamt aan de wetten van kwantumstatistieken. Voor elk radionuclide is het precieze moment van zijn verval onvoorspelbaar, maar als geheel is de wet van verval heel duidelijk. Als het aantal kernbederf in het dt-tijdsinterval dN is, moet het evenredig zijn met het aantal atoomkernen N dat op dat moment aanwezig is, en uiteraard ook evenredig zijn met het tijdsinterval dt.
Er zijn drie soorten verval: alfabederf, bètabederf en gammabederf.
Kernsplijting
Kernsplijting verwijst naar het splitsen van een kern in verschillende kernen. Kernsplijting wordt meestal veroorzaakt door neutronen die de kern bombarderen met een grotere massa. Na de kernsplijting worden twee delen van gelijke massa gevormd en komt energie vrij, wat soms resulteert in een ketting De reactie trad op. Energie = massa ╳ lichtsnelheid in het kwadraat