Pour un noyau de numéro atomique Z donné, il existe une valeur de (A−Z) désignant le nombre de neutrons dans le noyau, qui assure la stabilité maximale des noyaux.

Si un noyau possède un excès de neutrons par rapport à cet optimum ( = sa valeur maximale (A-Z) ), alors il est instable et il subit une radioactivité de type β⁻ .

Et si un noyau possède un défaut de neutrons (ou un excès de protons, ce qui est équivalent) par rapport à sa valeur maximale (A-Z), alors il est instable et il subit une radioactivité de type β⁺ .

Il arrive fréquemment que l’émission de particules subatomiques s’accompagne de l’émission de rayons γ très énergétique car les noyaux produits lors d’une transformation nucléaire sont souvent dans un état excité ( et donc instables ) et ils émettent un rayonnement γ en se désexcitant. Ce rayonnement γ peut éventuellement être canalisé et utilisé. Par exemple, dans le domaine médicale, on utilise la radioactivité que subit l'isotope de cobalt ⁶⁰₂₇Co pour le scalpel gamma, qui est une technique permettant de détruire une tumeur dans un endroit délicat comme le cerveau, quand la chirurgie est impossible. En effet, dans une thérapie par scalpel gamma, les rayons γ sont issus de la transmutation nucléaire du noyau instable ⁶⁰₂₇Co selon l'équation nucléaire suivante : \({}^{60}_{27}Co~=~{}^{60}_{28}Ni^{*}~+~{}^{0}_{-1}e~+~{}^{0}_{0} \overline {{\nu}_e}\) ; avec \({}^{60}_{28}Ni^{*}\) qui désigne un noyau de nickel à l'état excité. Ces rayons γ sont ensuite concentrés sur une tumeur localisée, permettant sa destruction. Ces noyaux instables ⁶⁰₂₇Co sont parfois produits par une transformation nucléaire artificielle qui consiste en bombardant l'isotope de fer ⁵⁸₂₆Fe par des neutrons, selon l'équation nucléaire suivante : \({}^{58}_{26}Fe~+~2 \cdot \left ( {}^{1}_{0}n \right )~=~{}^{60}_{27}Co~+~{}^{0}_{-1}e~+~{}^{0}_{0} \overline {{\nu}_e}\) .