El radio de un núcleo es aproximadamente igual a 1,07 3√A fm, donde A es el número total de núcleos. Esto es mucho más pequeño que el radio del átomo, que es del orden de 105 fm. Los núcleos están unidos por un potencial atractivo de corto alcance llamado fuerza fuerte residual. A distancias menores de 2,5 fm esta fuerza es mucho más poderosa que la fuerza electrostática que hace que los protones con carga positiva se repelen entre sí. Los átomos del mismo elemento tienen el mismo número de protones, llamado número atómico. Dentro de un solo elemento, el número de neutrones puede variar, lo que determina el núcleo de neutrones. El número total de neutrones y protones determina el número total de núcleos. El núcleo de neutrones es el número total de protones.
Núcleos