De stabiliteit van een isotoop is gebaseerd op de verhouding tussen neutronen en protonen in de kern. Als de verhouding te hoog of te laag is, zal de kern instabiel zijn en vervallen. De ideale verhouding tussen neutronen en protonen varieert afhankelijk van het element. Helium-4 heeft bijvoorbeeld twee protonen en twee neutronen, wat een stabiele verhouding is. Helium-3 heeft echter twee protonen en één neutron, wat een onstabiele verhouding is. Helium-3 vervalt tot helium-4 door een bètadeeltje uit te zenden.