Зависимость устойчивости атомных ядер от соотношения в них протонов и нейтронов можно подтвердить следующими фактами. Элементы, содержащие нечетное число протонов, имеют один или в крайнем случае Два стабильных изотопа. К ним относятся самые легкие элементы, вплоть до азота. Все стабильные изототопы элементов тяжелее азота с нечетным Z обладают только нечетными массовыми числами. Отсюда следует, что нечетное число протонов образует устойчивые ядра лишь в соединении с четным числом нейтронов. Элементы с четным Z имеют стабильные изотопы как c четным, так и с нечетным числом нейтронов, однако у них отсутствуют стабильные изотопы с такими массовыми числами, с какими встречаются изотопы у соседних элементов с нечетным Z. Два изотопа с одинаковым массовым числом не могут быть оба стабильными, если их Z отличаются на единицу. Вследствие этих закономерностей в природе отсутствуют стабильные изотопы элементов с Z, равным 43 и 61, а все изотопы элементов с Z ≥ 84 — радиоактивны.
В настоящее время, благодаря усовершенствованию техники измерения очень слабой радиоактивности в природных объектах, удалось обнаружить, что природные изотопы многих элементов, ранее считавшиеся стабильными, на самом деле проявляют радиоактивные свойства. В периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева эти элементы обозначены красным цветом. Сейчас известно 50 долгоживущих радиоактивных изотопов, к которым относятся такие изотопы, как К>40, U>235 и U>238, играющие большую роль в истории нашей планеты. Общее число известных природных радиоактивных изотопов достигает 90; оно увеличивается с каждым годом, и в недалеком будущем, по-видимому, будут найдены радиоактивные изотопы многих элементов.
Периоды полураспада природных радиоактивных изотопов различны и составляют от нескольких долей секунды до многих триллионов лет. Самым долгоживущим изотопом является Те>130, период полураспада (Т) которого равен около 1000 триллионов лет (10>21 лет); изотопы Са>48, Mo>92, Nd>150, Dy>136 и Bi>209 имеют T≈ 10>18 лет.
Благодаря бурному развитию ускорительной техники и постройке различных ядерных реакторов, в настоящее время получено и изучено большое число искусственных радиоактивных изотопов всех элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Число известных радиоактивных изотопов превышает 1200. Все они нанесены на диаграмму атомных ядер, по которой можно судить о типе радиоактивного распада. Последний определяется величиной соотношения нейтронов и протонов в ядрах.
