m=M(1/2)^(t/T)其中M为反应前原子核质量，m为反应后原子核质量，t为反应时间，T为半衰期。

在物理学上，半衰期越短，代表其原子越不稳定，每颗原子发生衰变的机会率也越高。由于一个原子的衰变是自然地发生，即不能预知何时会发生，因此会以机会率来表示。每颗原子衰变的机率大致相同，做实验的时候，会使用千千万万的原子。衰变是微观世界里的原子核的行为微观世界规律的特征之一在于“单个的微观事件是无法预测的”，即对于一个特定的原子，我们只知道它发生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。然而。量子理论可以对大量原子核的行为做出统计预测。而放射性元素的半衰期，描述的就是这样的统计规律。 放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关。