La demi-vie (aussi appelée période) est le temps nécessaire pour qu'une source radioactive perde par désintégration naturelle la moitié de l’activité des noyaux qui la composent. Ainsi, leur activité diminue de moitié à chaque période (la durée de demi-vie étant fixe). La loi qui définit cette caractéristique est appelée Loi de décroissance radioactive.

On peut donc se servir de cette caractéritique afin de dater des roches, du bois..., grâce au carbone 14. En effet, on trouve dans l'atmosphère une quantité quasi-constante de cet isotope. Comme tous les organismes vivants échangent du carbone avec l'atmosphère (par photosynthèse par exemple), cet élément est présent en mêmes proportions dans le bois et dans l'atmosphère. A leur mort, le carbone 14 n'est plus régénéré, et subit donc la loi de décroissance. En étudiant la période (la demi-vie) de cet isotope, on pourra donc déterminer l'âge de l'arbre.

Schéma de décroissance radioactive d'un élément à vie courte