Des élèments ayant le même nombre de protons Z mais un nombre différents de neutrons N sont appelés isotopes.
Si on prend les isotopes suivants: Hydrogène (1 proton et 1 électron), le deutérieum (1 proton, 1 neutron et 1 électron) et enfin le tritium (1 proton, 2 neutrons et 1 électrons); on remarque qu’ils n’ont pas le même nombre de neutrons. Cela aura un impact direct sur le rapport du nombre de neutrons par rapport au nombre de protons et donc sur la stabilité du noyau.
En repportant ce nombre de neutrons par rapport au nombre de protons sur un graphique, on obtient la courbe de stabilité des isotopes.
Avec sur la courbe noire les atomes stables. De chaque côté de cette courbe noire se trouve les isotopes, soit avec un excès de neutrons soit avec un excès de protons; ils s’agit d’isotope instable ou radioactif. Les isotopes instables auront toujours tendance à vouloir retouner vers un état stable et vont donc pour se faire émettre un ou plusieurs rayonnements (c’est la désintégration) de type corpusculaires (émissions α ou β) ou de type électromagnètiques (émission γ ou rayon X). Pour les élèments avec un numéro atomique élevé, on peut observé une fission du noyau en 2 noyaux plus petits.
Courbe de stabilité des isotopes
