原子核由质子和（除了大部分氢之外）中子组成。质子的数量决定了它是什么元素：氧有8个质子，铁有26个，黄金有79个。然而，中子的数量是会变革的。如果两个原子都有相同数量的质子和中子，那它们是同一同位素。如果它们有相同数量的质子和不同数量的中子，那它们便是同一元素的不同同位素。同位素通过元素、中子和质子的总数来标识。
有些同位素是稳定的：只要什么事情都不发生，比如与经由的中子相遇，它们将在全体宇宙的寿命内持续存在。然而，大多数元素有多种不稳定的同位素，它们会随着韶光逐步衰变，开释辐射并变成完备不同的东西。
例如，碳的最常见同位素是碳-12，由六个质子和六个中子组成。这对付稳定来说是一个得当的平衡，每个碳-12原子在大多数环境中都会永久存不才去。这对我们来说是件好事，由于我们体内一种最常见的元素是放射性的话就会有问题。碳-13，带有第七个中子，形成更少但同样稳定。
然而，自然界中也存在碳-14，我们可以在实验室制造碳-11。这两者都是放射性的，意味着它们会衰变，但碳-11会更快。这便是半衰期的观点发挥浸染的地方。
任何单个原子衰变所需的韶光是无法预测的，但对付大样本的统计预测可以非常准确。
对付任何放射性同位素的大样本来说，这种同位素的半衰期期间内一半的原子会衰变。如果你适当地储存一公斤的碳-14，5700年后，你的后代会拥有500克碳-14和500克氮-14。在此期间，大量的贝塔粒子（快速移动的电子）将会被开释，由于一半的原子从一种原子变成另一种原子。
另一方面，一半碳-11样本将在短短20分钟内转变成硼-11，这便是为什么我们必须自己制造它。任何自然形成的碳-11都会很快衰变。
你可能期望在其余5700年后，剩下的碳-14也都会衰变，只留下氮，但事实并非如此。相反，在此期间会有一半剩余的碳-14会衰变，留下250克。再经由5.7千年，只剩下125克，依此类推。
只有当数百万年过去时，当你的末了几个碳原子时，变得难以预测 - 由于样本尺寸非常小，你可能会失落客岁夜部分剩余的碳，乃至少于一半，只管一半是最有可能的结果。
从科学角度来看，半衰期对付我们能够确定物体年事至关主要。植物和光合浸染的藻类从大气中接管碳，个中包含与大气中存在量成比例的少量碳-14。直到最近，这意味着活植物组织中的碳-14，并且那些以这些植物为食品的生物中的碳-14是恒定的。然而，一旦植物或动物去世亡，碳-14开始衰变，而碳-12和-13保持不变。如果你找到一个物体，其相对付稳定碳同位素在历史大气中的数量只有一半，意味着它有5700年的历史。相对付浓度，碳-14数量只有四分之一意味着它有10400年的历史。
通过丈量碳-14的数量，我们首次能够为我们先人的化石确定年事，这是理解我们的进化的主要一步。它也被用于验证声称是古代文物的物体的真实性。
然而，碳测年法也有其局限性。它不能用于丈量数百万年的物体年事，由于剩余的碳-14会非常少。另一方面，近年来人类影响了大气中的碳比例。以前，大部分碳-14是通过宇宙射线撞击大气氮原子产生的。燃烧化石燃料开释的碳险些没有碳-14，从而降落了大气比例，而核试验产生了足够多的碳-14以提高环球均匀比例。这两种人类活动相互浸染，但两者都改变了比例，在未来只用碳将会很难估计我们时期物体的年事。
然而，幸运的是，还有很多其他放射性同位素可用于测年，个中一些衰变速率慢得多，使我们能够估计更古老物体的年事。
由于碳-14的半衰期为数千年，每年仅有少量碳-14原子衰变，我们不会因其存在于我们的器官中而受到太大影响。然而，对付一些半衰期较短的同位素而言则并非如此。例如锶-90、铯-137和钴-60等同位素半衰期很短，衰变时会开释大量辐射，但足够长，使得当意外事宜导致它们开释时我们不能轻易等待辐射消逝。当它们衰变开释的辐射足够强大以至于构成危险时，这便成为一个严重问题。
另一方面，具有较短半衰期的同位素也可以有用。我们用它们进行医学成像，通过追踪它们开释的辐射来识别人体问题，或开释我们须要的粒子用于科学实验。常日情形下，主要的是探求一个适宜事情的半衰期的同位素。
半衰期观点还可以运用到其他方面。药物、维生素和毒药在体内都有一个半衰期，个中有一半在特定时间内被渗出或分解。对付前两者，这使我们能够打算我们须要多快更换它们。
