Tức là quá trình chỉ bao gồm một lần phóng xạ.

Số hạt nhân còn lại sau thời gian t (N(t)) bằng số hạt nhân ban đầu (N0) nhân với e-λt

N(t)=N0e-λt (1)

Với λ là hằng số phân rã hay xác suất phân rã.

Vì chúng ta không thể biết trước một hạt nhân sẽ phân rã lúc nào nên để mô tả hiện tượng phân rã phóng xạ, ta đưa vào đại lượng trên: hằng số phân rã cũng là xác suất để một hạt nhân phân rã trong một đơn vị thời gian. Hằng số phân rã là đặc trưng cho mỗi loại hạt nhân.