ความเข้าใจสมัยใหม่ของอะตอมซึ่งได้รับการยืนยันจากผลงานของนักวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎีและธรรมชาติจำนวนมากขึ้นของศตวรรษที่ 20 ทำให้เรามีความเป็นไปได้สูงที่จะตัดสินโครงสร้างและการมีอยู่ของอนุภาคมูลฐานต่างๆ ในองค์ประกอบของมัน นิวเคลียสของอะตอมเป็นส่วนสำคัญของอะตอม ประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน เรียกรวมกันว่านิวคลีออน อะตอมส่วนใหญ่ (99.95%) กระจุกตัวอยู่ในนิวเคลียส ขนาดของมันคือเล็กน้อย และประจุไฟฟ้าเป็นบวกและเป็นประจุสัมบูรณ์ของอิเล็กตรอนหนึ่งตัว
ด้วยจำนวนอิเล็กตรอนหรือประจุของนิวเคลียสของอะตอม เราสามารถตัดสินคุณสมบัติส่วนบุคคลของธาตุได้ ตัวเลขนี้สอดคล้องกับเลขลำดับในระบบธาตุ
การค้นพบนิวเคลียสของอะตอมเป็นข้อดีของ E.รัทเทอร์ฟอร์ด การทดลองของเขาในปี 1911 กับการกระเจิงของอนุภาคเอในขณะที่พวกมันผ่านสสารทำให้สามารถอธิบายโครงสร้างของอะตอมด้วยความน่าจะเป็นในระดับสูง
นิวเคลียสอะตอมของไฮโดรเจนถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานและอนุภาคมูลฐานซึ่งเป็นพื้นฐานของนิวเคลียสขององค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ ได้รับชื่อโปรตอนมาตั้งแต่ปี 2463 แต่โครงสร้างโปรตอนอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมมีข้อเสียหลายประการและไม่ได้อธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพมากมาย
เพื่ออธิบายองค์ประกอบของนิวเคลียส วิทยาศาสตร์เบื้องต้นอนุภาคเข้ามาใกล้หลังจากการค้นพบนิวตรอน ในปี 1932 J. Chadwick, W. Heisenberg และ D. D. Ivanenko ตั้งสมมติฐานว่ามีอนุภาคที่มีประจุเป็นกลางในนิวเคลียส และวัสดุก่อสร้างที่นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน จำนวนนิวคลีออนกำหนดจำนวนมวลของธาตุ
สารที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากันในนิวเคลียส (ประจุนิวเคลียร์) เรียกว่าไอโซโทป ไอโซโทนคือสารที่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน สารที่มีจำนวนนิวคลีออนเท่ากันคือไอโซบาร์
ฟิสิกส์ของนิวเคลียสของอะตอมถือว่ามี more"หน่วยการสร้าง" คอมโพสิตขนาดเล็กสำหรับนิวตรอนและโปรตอน ควาร์ก กลูออน สนามมีโซนิกประกอบเป็นระบบที่ซับซ้อน - นิวเคลียสของอะตอม คำอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนของอนุภาคมูลฐานดำเนินการโดยควอนตัมโครโมไดนามิกส์
ถามปัญหาความมั่นคงของแกนกลาง องค์ประกอบซึ่งรวมถึงอนุภาคที่ไม่มีประจุไฟฟ้า (นิวตรอน) และโปรตอนที่มีประจุบวก นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่านิวเคลียสมีแรงกระทำพิเศษในนิวเคลียส ซึ่งแตกต่างจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและความโน้มถ่วง
อิทธิพลของแรงเหล่านี้ถูกจำกัดโดยระยะทางอย่างเคร่งครัด พวกมันอยู่ในระยะสั้นและจำกัดอยู่ในรัศมีของการกระทำเพียงเล็กน้อย
กองกำลังนิวเคลียร์แสดงจำนวนที่เหมาะสมของความเป็นอิสระ อนุภาคที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงจะถูกดึงดูดอย่างเท่าเทียมกัน ปรากฏการณ์นี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนเมื่อเปรียบเทียบพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสกระจก ชื่อนี้มอบให้กับนิวเคลียสที่มีจำนวนนิวคลีออนเท่ากัน แต่จำนวนโปรตอนในหนึ่งสอดคล้องกับจำนวนนิวตรอนในอีกส่วนหนึ่งและในทางกลับกัน ตัวอย่างจะเป็นนิวเคลียสของฮีเลียมและทริเทียม (ไฮโดรเจนหนัก)
ยังเกิดปรากฏการณ์ผิดปกติขึ้นในกระบวนการการก่อตัวของนิวเคลียส หากเราคำนวณมวลของนิวเคลียสและแยกมวลของธาตุที่ประกอบกันเป็นมวล มวลของนิวเคลียสก็จะน้อยลง ผลที่คล้ายกันอธิบายได้จากการปลดปล่อยพลังงานในระหว่างการสังเคราะห์นิวเคลียสซึ่งเรียกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสของอะตอม ในเชิงตัวเลข มันสามารถกำหนดได้โดยการคำนวณปริมาณงานที่จะทำเพื่อแยกนิวเคลียสออกเป็นองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ (นิวคลีออน) โดยไม่ให้พลังงานจลน์แก่พวกมัน
ในเรื่องนี้แนวความคิดของ . เฉพาะพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียส คำนวณเป็นค่าเทียบเท่าตัวเลขต่อนิวคลีออน ซึ่งโดยเฉลี่ยคือ 8 MeV / นิวคลีออน ด้วยการเพิ่มจำนวนของนิวเคลียสในนิวเคลียส พลังงานจับจะลดลง
อัตราส่วนของจำนวนโปรตอนและนิวตรอนถูกใช้เป็นเกณฑ์สำหรับความเสถียรของนิวเคลียสของอะตอม
