Cała otaczająca nas materia zbudowana jest z atomów tylko 94 różnych pierwiastków. Dla chemika atomy stanowią najmniejsze niepodzielne elementy materii. Ich rozbicie przy użyciu jakichkolwiek nawet najbardziej skomplikowanych metod chemicznych jest niemożliwe. Zupełnie inaczej wygląda to z punktu widzenia fizyki. Tu atomy są postrzegane jako uporządkowane skupienia jeszcze mniejszych elementów materii. W ich centrum znajduje się jądro zbudowane z obdarzonych dodatnim ładunkiem elektrycznym protonów i obojętnych neutronów. Wokół niego nieustannie krążą elektrony o ujemnym ładunku elektrycznym które tworzą tzw. powłoką elektronową. Wszystkie atomy danego pierwiastka zawierają taką samą ilość protonów. Mogą się jednak różnić ilością neutronów a co za tym idzie również masą atomową. Odmiany pierwiastków o różnych masach atomowych nazywamy izotopami. W przyrodzie występuje ich około 280. Większość naturalnych pierwiastków chemicznych stanowi mieszaninę swoich izotopów. Najczęściej są one trwałe i w naturalnych warunkach nie podlegają żadnym przemianom jądrowym. Istnieją jednak i takie izotopy które w samoistny sposób ulegają rozpadowi przechodząc w atomy innych pierwiastków. Miarą ich trwałości jest tzw. okres połowicznego rozpadu. Terminem tym określamy czas w jakim połowa atomów danego izotopu ulegnie całkowitej przemianie w atomy innych pierwiastków. Tempo tej przemiany jest zawsze stałe i nie zależy od jakichkolwiek czynników zewnętrznych. W zależności od rodzaju izotopu może ono wynosić od miliardowych części sekundy do dziesiątków miliardów lat.