Den atomkjernen er det sentrale atomet, med en positiv elektrisk ladning, og i hvilken det er plassert i det meste av massen av atom. Den ble oppdaget av Ernest Ruthenford i 1911. Etter oppdagelsen av nøytronen i 1932 ble modellen til atomkjernen raskt utviklet av Dmitri Ivanenko og Werner Heisenberg.
I kjernen er det nesten hele massen til atomet, med et lite bidrag fra elektronskyen fordi elektroner har mindre vekt sammenlignet med nøytroner og protoner. Protoner og nøytroner gå sammen for å danne atomkjernen gjennom kjernestyrken.
Heisenberg, i 1932, foreslo at kjernen består av to typer partikler: protoner og nøytroner (samlet kalt nukleoner). Protoner har en positiv ladning e, lik og motsatt av elektronet, og nøytroner er elektrisk nøytrale. Hvis Z er atomnummeret av et element, er Z elektroner i skall av sin atom og dets kjerne har N nøytroner, hvor A = Z + N er antall nukleoner, også kalt massetallet.
- Atomnummer Z. Det er antall protoner som utgjør atomkjernen. Derfor har hydrogen (symbol H), som er atomet som brukes i kjernefusjon, et tall Z = 1, siden det bare har en proton i kjernen. Det enkleste kjemiske elementet, og samtidig det mest vanlige i naturen, er hydrogen.
- Atommasse A. Det er summen av protoner og nøytroner. Også kalt massenummer. Tatt i betraktning N: antall nøytroner i et atom, har vi:
A = Z + N.
- Atomvekt. Det er atomets vekt. For å beregne det må vi ta som en enhet den tolvte delen av vekten av karbonatomet (C). Derfor veier hydrogen omtrent 1 og karbon 12.
- Isotop. Den samme typen atom kan ha et annet antall nøytroner i kjernen. Hver sort kalles en isotop. Derfor har hydrogen tre forskjellige isotoper: hydrogenisotop, deuteriumisotop og tritiumisotop. Disse to siste er de som brukes i kjernefusjon.
Den vitenskapelige grenen som er ansvarlig for studiet og forståelsen av atomkjernen, inkludert kreftene som forener den og dens sammensetning er kjernefysikk.
