放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期。原子核的衰变规律是：N=No*(1/2)^(t/T)其中：No是指初始时刻（t=0）时的原子核数t为衰变时间，T为半衰期，N是衰变后留下的原子核数。放射性元素的半衰期长短差别很大，短的远小于一秒，长的可达数万年。计算半衰期的公式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，一个放射性同位素的半衰期是指一个样本内，其放射性原子衰变至原来数量的一半所需的时间。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。从统计意义上讲，半衰期是指一个时间段T，在T这段时间内，一种元素的一种不稳定同位素原子发生衰变的概率为50%。“50%的概率”是一个统计概念，仅对大量重复事件有意义。当原子数量“巨大”时，在T时间内，将会有50%的原子发生衰变，从数量上讲就是有“一半的原子”发生衰变。在下一个T时间内，剩下未衰变的原子又会有50%发生衰变，以此类推。但当原子的个数不再“巨大”时，例如只剩下20个原子还未衰变时，那么“50%的概率”将不再有意义，这时，经过T时间后，发生衰变的原子个数不一定是10个（20×50%）。
半衰期是指放射性物质的半数衰变时间，可以用以下公式计算：t1/2=ln2/λ其中，t1/2为半衰期，ln2为自然对数的2，λ为衰变常数。例如，假设某个放射性物质的衰变常数为0.01每秒，那么它的半衰期可以计算如下：t1/2=ln2/0.01=69.3秒即这种放射性物质的半数衰变需要约69.3秒的时间。
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