Радиоактивный распад случаен для отдельного ядра, но для большого числа ядер подчиняется чёткому статистическому закону. Период полураспада T — это время, за которое распадается ровно половина имеющихся ядер.
Если в начале было N₀ ядер, то через время t останется
N = N₀ · 2^(−t/T) = N₀ · (1/2)^(t/T).
За один период T остаётся N₀/2, за два периода — N₀/4, за три — N₀/8, и так далее. Закон не зависит от температуры, давления и химических связей — это чисто ядерное свойство.
Пример. Препарат содержит N₀ = 8·10²⁰ ядер изотопа с T = 5 суток. Сколько ядер останется через 15 суток? Это 15/5 = 3 периода, значит остаётся N₀/2³ = N₀/8 = 1·10²⁰ ядер.