Il raggio di un nucleo è approssimativamente uguale a 1,07 3√A fm, dove A è il numero totale di nucleoni. Questo è molto più piccolo del raggio dell'atomo, che è dell'ordine di 105 fm. I nucleoni sono legati insieme da un potenziale attraente a breve raggio chiamato forza forte residua. A distanze inferiori a 2,5 fm questa forza è molto più potente della forza elettrostatica che fa sì che i protoni carichi positivamente si respingano a vicenda. Gli atomi dello stesso elemento hanno lo stesso numero di protoni, chiamato numero atomico. All'interno di un singolo elemento, il numero di protoni può variare, determinando l'elemento che è il nucleotopo.
nucleoni