原子是“物质的柱石”，任何具有质量和占有空间的东西都是由这些极小的小单元组成的。 同位素是原子研究中的一个重要概念。化学家，物理学家和地质学家用它们来了解咱们的世界。但在咱们解说什么是同位素之前，咱们需要退后一步，看看原子是一个怎么样的整体。 

原子有三个主要成分，其间两个坐落原子核中。原子核坐落原子的中心，是一个严密堆积的粒子簇。这些粒子中的一种是质子，其具有正电荷。另一种是质子，不带电荷。 有充沛证据表明相同的带电体往往会彼此排挤。所以这里有一个问题：两个或更多质子 - 它们的正电荷 - 如安在同一个核中共存？莫非他们不应该相互推开吗？ 中子是亚原子粒子，与质子同享原子核。可是中子不具有电荷。看他们的姓名就知道，中子是中立的，既不是正面也不是负面的。这是一个重要的属性。因为它们的中性，中子可以阻挠质子从核中被 排挤铲除出来。 

在元素周期中，每个正方形的右上角都印有一个小数字。这个数字称为原子序数。它告诉咱们在给定元素的原子核中有多少质子。例如，氧的原子序数为8。世界中的每个氧原子 都有一个核，正好有八个质子，不多也不少。 没有这种十分特殊的颗粒排列，氧气就不会是氧气。每个元素的原子序数，包含氧气都是彻底共同的。没有其他元素每个核有8个质子。经过核算质子，咱们就可以识别原子。就像氧原子总是有八个质子一样，氮原子总是带有七个质子，它们协助科学家们将这些元素区分开来。 中子不跟风。氧原子中的核保证有八个质子。可是，它也或许包含4到20个中子。同位素是具有不同数量的中子的相同化学元素的变体。 现在，每个同位素都是根据质量数命名的，质量数是原子中中子和质子的总和。

例如，一种较出名的氧同位素称为O-18。它有标准的八个质子加上10个中子。 有些原子核的组合比其他组合更强。科学家将氧-17和氧-18分类为安稳同位素。在稳定的同位素中，质子和中子施加的力彼此坚持在一起，永久地坚持核完整。 另一方面，放射性同位素中的原子核不稳定，会跟着时间的推移而衰变。从长远来看，这些物质的质子与中子比从根本上说是不安稳的、不可持续的。因此，放射性同位素将掉落某些亚原子粒子（并 释放能量），直到它们将本身转化为拥有安稳原子核的元素。 氧-18稳定，但氧-19不稳定。后者将不可避免地溃散，在它构成的26.88秒内，O-19样本的一半将会发生衰变。这意味着O-19的半衰期为26.88秒。

半衰期是50％的同位素样品衰变所需的时间。 在自然界中，铀这种重金属有三种同位素，它们都是放射性的，原子核处于稳定的衰变状态。终究，一大块铀将变成一个彻底不同的元素。不要企图实时观察这个进程。这个进程会十分十分缓慢。 铀-238是该元素中最常见的同位素，其半衰期约为45亿年！逐渐地，它将衰变成为铅-206，这是稳定的。同样，铀-235 具有7.04亿年的半衰期 - 转变为铅-207，这是另一种稳定的同位素。 

对于地质学家来说，这是十分有用的信息。找到一块岩石，其锆石晶体含有铀-235和铅-207的混合物。这两个原子的份额可以协助科学家确认岩石的年纪。 方法如下：假定铅原子数量远远超过铀原子数量。在这种情况下，岩石的年纪将十分的长远。究竟，铀有足够的时间开始转变为铅。另一方面，假如情况恰恰相反， 铀原子更为常见，那么岩石则较 为年轻。 咱们刚刚描绘的技术称为辐射测年法。这是运用记录杰出的不稳定同位素衰变率来预算岩石样本和地质结构的年纪的行为。古生物学家利用这一战略来确认特定化石堆积以来经过了多长时间。