Ο ατομικός πυρήνας είναι το κέντρο του ατόμου, με θετικό ηλεκτρικό φορτίο και στο οποίο βρίσκεται στο μεγαλύτερο μέρος της μάζας του ατόμου. Ανακαλύφθηκε από τον Ernest Ruthenford το 1911. Μετά την ανακάλυψη του νετρονίου το 1932, το μοντέλο του ατομικού πυρήνα αναπτύχθηκε γρήγορα από τον Ντμίτρι Ιβάνενκο και τον Βέρνερ Χάισενμπεργκ.
Στον πυρήνα υπάρχει σχεδόν ολόκληρη η μάζα του ατόμου, με μικρή συνεισφορά από το νέφος ηλεκτρονίων επειδή τα ηλεκτρόνια έχουν μικρότερο βάρος σε σύγκριση με τα νετρόνια και τα πρωτόνια. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια ενώνονται για να σχηματίσουν τον ατομικό πυρήνα μέσω της πυρηνικής δύναμης.
Ο Heisenberg, το 1932, πρότεινε ότι ο πυρήνας αποτελείται από δύο τύπους σωματιδίων: πρωτόνια και νετρόνια (συλλογικά ονομάζονται νουκλεόνια) Τα πρωτόνια έχουν θετικό φορτίο e, ίσο και αντίθετο με αυτό του ηλεκτρονίου, και τα νετρόνια είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Εάν το Ζ είναι ο ατομικός αριθμός ενός στοιχείου, υπάρχουν Ζ ηλεκτρόνια στο κέλυφος του ατόμου του και ο πυρήνας του έχει Ν νετρόνια, όπου A = Z + N είναι ο αριθμός των νουκλεονίων, που ονομάζεται επίσης αριθμός μάζας.
- Ατομικός αριθμός Ζ. Είναι ο αριθμός των πρωτονίων που αποτελούν τον πυρήνα του ατόμου. Επομένως, το υδρογόνο (σύμβολο Η), που είναι το άτομο που χρησιμοποιείται στην πυρηνική σύντηξη, έχει έναν αριθμό Ζ = 1, καθώς έχει μόνο ένα πρωτόνιο στον πυρήνα του. Το απλούστερο χημικό στοιχείο και ταυτόχρονα το πιο άφθονο στη φύση είναι το υδρογόνο.
- Ατομική μάζα A. Είναι το άθροισμα των πρωτονίων και των νετρονίων. Ονομάζεται επίσης αριθμός μάζας. Λαμβάνοντας υπόψη το Ν: τον αριθμό των νετρονίων σε ένα άτομο, έχουμε:
Α = Ζ + Β.
- Ατομικό βάρος. Είναι το βάρος του ατόμου, για να το υπολογίσουμε πρέπει να πάρουμε ως μονάδα το δωδέκατο του βάρους του ατόμου άνθρακα (C). Επομένως, το υδρογόνο ζυγίζει περίπου 1 και άνθρακα 12.
- Ισότοπο. Ο ίδιος τύπος ατόμου μπορεί να έχει διαφορετικό αριθμό νετρονίων στον πυρήνα του. Κάθε ποικιλία ονομάζεται ισότοπο. Επομένως, το υδρογόνο έχει τρία διαφορετικά ισότοπα: ισότοπο υδρογόνου, ισότοπο δευτερίου και ισότοπο τριτίου. Αυτά τα δύο τελευταία είναι αυτά που χρησιμοποιούνται στην πυρηνική σύντηξη.
Ο επιστημονικός κλάδος που είναι υπεύθυνος για τη μελέτη και κατανόηση του ατομικού πυρήνα, συμπεριλαμβανομένων των δυνάμεων που τον ενώνουν και της σύνθεσής του είναι η πυρηνική φυσική.
