Çekirdekte bulunan nötronlar, çekirdekteki parçacıkların bir arada durmasına yardımcı olmaktadır. Doğada aynı tür atomların çekirdeklerinde farklı sayıda nötron bulunabilmektedir. Çekirdeğinde farklı sayıda nötron bulunan aynı elementin atomlarına izotop (yerdeş) atomlar adı verilmektedir.

Örneğin Karbon atomu doğada aşağıdaki şekilde gösterilen 8 değişik izotop halinde bulunabilmektedir. Bu izotoplardan en hafifi olan Karbon-9'da 3 adet nötron bulunurken, en ağırı olan Karbon-16'da 10 adet nötron bulunmaktadır.

İzotop atomlar aynı elementin atomları olduğundan, kimyasal özellikleri birbirinin aynıdır. Bütün karbon izotopları kimyasal veya biyolojik olarak aynı şekilde davranırlar. Vücudumuza giren karbon atomunun hangi izotop olduğu, vücudumuz tarafından farkedilmez, vücudumuz içindeki biyoloyik faaliyetlere aynı şekilde katılırlar. İzotop atomlar, ağırlıkları farklı olduğundan, ancak fiziksel olarak ayırt edilebilirler.

Her atom çekirdeği, çekirdeğinde belirli bir sayıda nötron olduğunda kararlı olabilmekte, nötron sayısı bu sayının altında veya üstünde olduğunda atom kararsız hale gelmektedir.

Örneğin Karbon atomu, çekirdeğinde 6 veya 7 adet nötron bulunduğunda kendini rahat hissedebilmekte, yani kararlı olabilmektedir. Karbon atomunun diğer bütün izotopları aşağıda da görüldüğü gibi kararsızdır. Kararsız olan çekirdekler kendilerini büyük bir stres altında hissederler. Bu streslerinden, dışarıya fazlalık parçacık veya enerjiyi atarak kurtulmaya, yani kararlı hale gelmeye çalışırlar.

Bu tür kararsız çekirdeklere "ışınetkin (radyoaktif)" adı verimektedir.

Atomların çekirdeklerinde bulunan nötron sayısı, kararlı sayıdan ne kadar farklıysa, çekirdeğin kararsızlığı o kadar fazladır. Örneğin yukarıdaki Karbon-9 ve Karbon-16 için kararsızlık artık dayanılmaz hale gelmiştir. Bu çekirdekler her an enerji veya parçacık atarak rahatlamaya çalışabilirler.

Doğada bulunan bütün atomların faklı izotopları bulunmaktadır. Yanda hidrojen atomunun tanınmış üç izotopu görülmektedir. İlki bildigimiz hidrojen atomudur ve çekirdeğinde sadece bir adet proton bulunmaktadır. İkincisi çekirdeğinde bir proton bir de nötron bulunan ve ağır suyu oluşturan hidrojen olarak da bilinen döteryum izotopudur. Üçüncüsü ise çekirdeğinde bir proton ve iki nötron bulunan trityum izotopudur.

Hidrojen, helyum, karbon gibi küçük çekirdeğe sahip atomlar, çekirdeklerindeki proton sayısı ile nötron sayısı aşağı yukarı eşit olduğunda kararlı olabilmektedir. Örneğin şekilde gösterilen hidrojen atomu, çekirdeğinde hiç nötron bulunmadığında veya 1 adet nötron bulunduğunda kararlı olmaktadır. Dolayısıyla, Hidrojen-1 ve Hidrojen-2 kararlı iken, Trityum olarak bilinen Hidrojen-3, kararsız, yani ışınetkindir (radyoaktifdir).

Su molekülü 2 hidrojen ve 1 oksijen atomundan oluşmaktadır ve H2O formülü ile gösterilmektedir. Eğer su şekilde gösterilen Hidrojen-1'lerden oluşmuş ise bu suya "Normal Su", Hidrojen-2'lerden oluşmuş ise de "Ağır Su" adı verilmektedir. Her ikisi de nükleer teknolojide kullanılmaktadır.

Işınetkin (radyoaktif) maddelerin içinde kararsız çekirdekler bulunduğundan ve kararsız çekirdekler dışarıya parçacık veya enerji atarak kararlı hale gelmeye çalıştığından, ışınetkin maddeler tehlikeli olabilir. Dışarıya atılan parçacık ve enerji canlılara zarar verebilir.

Nükleer enerjinin hammaddesi olan Uranyum atomu doğada çoğunlukla 2 farklı izotop olarak bulunmaktadır. Bunlar aşağıdaki şekilde de gösterilen Uranyum-235 ve Uranyum-238 izotoplarıdır. Nükleer yakıt olarak kullanılan meşhur atom Uranyum-235 izotopudur. Fakat doğadaki Uranyum atomlarının ancak küçük bir bölümü Uranyum-235'den oluşmuştur. Doğadaki her 1000 Uranyum atomundan sadece 7 tanesi yakıt olan Uranyum-235 izotopu iken, büyük çoğunluğu olan 993 tanesi yakıt olmayan Uranyum-238 izotopudur.

Bu nedenle Uranyum'u madenden çıkarttıktan sonra nükleer yakıt olarak kullanabilmemiz için Uranyum-235 açısından zenginleştirmemiz gerekmektedir. Bu amaçla yakıt zenginleştirme tesisleri kurulmuştur.