Известно, что атомное ядро является небольшим образованием, состоящим из нуклонов, которые включают два типа элементарных частиц: протоны и нейтроны. Протон имеет положительный электрический заряд, равный по величине заряду электрона. Масса протона в 1840 раз превышает массу электрона. Нейтрон почти на 0,1% больше, чем протон, и не имеет электрического заряда.
Каждое ядро характеризуется атомным числом (номером заряда) Z и массовым номером A. Z равно количеству протонов и общему числу нуклонов в атомном ядре. Ядра, которые имеют одно и то же атомное число, но разные массовые числа, называются изотопами. Изотопы элемента являются почти идентичными в химическом отношении.
В атомном ядре действуют три вида сил:
(1) Прочные ядерные силы притяжения, действующие на близком расстоянии, неэлектрические по своей природе. Они действуют между нуклонами, удерживая их вместе.
(2) Электрические силы, которые меньше по величине, являются силами отталкивания между сближенными протонами, но играют важную роль.
(3) Слабые взаимодействия, которые значительно слабее, чем ядерные и электромагнитные силы. Они ответственны за бета-распад.
В природе существует свыше 100 изотопов естественного происхождения и около 300 искусственно созданных радиоактивных элементов. Но есть наиболее неустойчивые нуклиды, которые имеют тенденцию к спонтанному разрушению.