Атомне ядро є центральним атомом, з позитивним електричним зарядом, і в якому він розташований в найбільш масах атома. Він був відкритий Ернестом Рутенфордом в 1911 р. Після відкриття нейтрона в 1932 р. Модель атомного ядра була швидко розроблена Дмитром Іваненком та Вернером Гейзенбергом.
В ядрі знаходиться майже вся маса атома, з невеликим внеском електронної хмари, оскільки електрони мають меншу вагу в порівнянні з нейтронами і протонами. Протони та нейтрони об'єднуються, утворюючи атомне ядро за допомогою ядерної сили.
У 1932 році Гейзенберг запропонував, щоб ядро складалося з двох типів частинок: протонів та нейтронів (спільно званих нуклонами). Протони мають позитивний заряд e, рівний і протилежний електрону, а нейтрони електрично нейтральні. Якщо Z - атомний номер елемента, в оболонці його атома є Z-електрони, а в його ядрі N нейтронів, де A = Z + N - число нуклонів, яке також називають масовим числом.
- Атомне число Z. Це число протонів, що складають ядро атома. Отже, водень (символ Н), який є атомом, що використовується при ядерному синтезі, має число Z = 1, оскільки він має лише один протон у своєму ядрі. Найпростіший хімічний елемент, і в той же час найпоширеніший в природі водень.
- Атомна маса А. Це сума протонів і нейтронів. Його ще називають масовим числом. Враховуючи N: кількість нейтронів в атомі, маємо:
A = Z + N.
- Атомна вага. Це вага атома, для його обчислення ми повинні взяти за одиницю дванадцяту частину ваги атома Карбону (С). Отже, водень важить близько 1, а вуглець 12.
- Ізотоп. Один і той же тип атома може мати різну кількість нейтронів у своєму ядрі. Кожен сорт називається ізотопом. Отже, водень має три різні ізотопи: ізотоп водню, ізотоп дейтерію та ізотоп тритію. Ці два останні використовуються при ядерному синтезі.
Науковою галуззю, яка відповідає за вивчення та розуміння атомного ядра, включаючи сили, що його об’єднують та його склад, є ядерна фізика.
