Radioaktiivinen hajoaminen on spontaani reaktio, joka tapahtuu ilman ulkoista syytä. Tämä tarkoittaa, että reaktiossa vapautuu energiaa. Energia ilmenee syntyvien hiukkasten liike-energiana ja mahdollisesti syntyvänä sähkömagneettisena säteilynä. Syntyvän ionisoivan säteilyn energia siirtyy myöhemmin ympäristöön lämmöksi tai kuluu aineen mikrotason rakenteiden muutoksiin, esimerkiksi molekyylien sidosten katkaisemiseen.

Ytimen sidosenergian yhteydessä käsiteltiin energian ja massan vastaavuuden periaatetta. Radioaktiivissa hajoamisreaktioissa vapautuvan energian yhteys massaan on myös havaittavissa. Tarkasteltaessa reaktioon osallistuvia ja siinä syntyviä hiukkasia voidaan havaita niiden massojen olevan erisuuret. Syntyneiden hiukkasten kokonaismassa on alkuperäisen ytimen massaa pienempi. Syntyvän ytimen rakenneosaset ovat sitoutuneet toisiinsa vahvemmin kuin hajonneen, eli reaktiossa on vapautunut potentiaalienergiaa. Ytimeen jää jäljelle vähemmän energiaa, eli massaa.

Kun reaktioon osallistuvat hiukkaset tunnetaan, voidaan massan muutos [[$\Delta m$]] reaktiossa ratkaista seuraavalla periaatteella:

[[$ \quad \begin{align} \text{"massan muutos } =& \text{ reaktioon osallistuvien hiukkasten massat}\\ & -\text{ reaktiotuotteiden massat"} \end{align} $]]

Kyseessä on ydinreaktio, joten massan muutos lasketaan käytetään ytimien massoja. Ytimen massa saadaan vähentämällä atomin massasta sen elektronien yhteenlaskettu massa. Reaktiossa vapautuva energia Q lasketaan massan muutoksen perusteella:

 

[[$ \quad Q=\Delta mc^2 $]]

 

Kuten atomin sidosenergiaa laskettaessa, voidaan hyödyntää tietoa atomimassayksikön ja energian vastaavuudesta: [[$ 1 \text{ u}=931,49 \text{ MeV}/c^2 $]].