氮-9：第一个已知的发射五个质子的原子核

原子核是由质子和中子组成的，质子带正电，中子不带电。质子和中子之间有一种强相互作用，它可以抵消质子之间的斥力，使得原子核保持稳定。但是，强力的作用范围很小，只有几个质子或中子的直径，所以当原子核的质子或中子的数量太多或太少时，核力就不足以维持原子核的稳定，原子核就会发生衰变，释放出一些粒子或能量，变成另一种原子核。

原子核的质子和中子的数量可以用两个数字来表示，一个是原子序数Z，它是质子的数量，另一个是质量数A，它是质子和中子的总和。我们可以用符号X-A来表示一种原子核，比如氢-1，氦-4，碳-12等。不同的质子数可以组成不同的元素，比如氢的原子序数是1，氦的原子序数是2，碳的原子序数是6等。元素的化学性质主要取决于原子序数，也就是质子的数量，因为质子决定了原子的电荷，而电荷决定了原子和其他原子的相互作用。

但是，对于同一个元素，原子核的质量数可以有不同的取值，这些原子核叫做同位素，比如氢有三种同位素，氢-1，氢-2，氢-3，它们的原子序数都是1，但是质量数分别是1，2，3。同位素的物理性质主要取决于质量数，也就是质子和中子的比例，因为质子和中子决定了原子核的质量、能量、稳定性等。

我们可以用一张图来表示所有已知的原子核，这张图叫做核素图，它的横轴是原子序数Z，纵轴是中子数N（质量数A减去原子序数Z）。核图上的每个点代表一种原子核。核图上的原子核有些是稳定的，有些是不稳定的，不稳定的原子核会衰变成其他的原子核，直到达到稳定的状态。核图上有一条曲线，叫做贝塔稳定线，它大致表示了质子和中子的最佳比例，使得原子核最稳定。核图上的原子核如果偏离了贝塔稳定线，就会通过发射或吸收一些粒子趋向于回到这条线上。

核图上还有一些边界，它们表示了原子核存在的极限。也就是说，如果原子核超过了这些边界，它就不再是一个原子核，而是一些散开的粒子。这些边界叫做核存在极限，它们有四个方向，分别是质子极限，中子极限，质子-中子对称极限，质子-中子反对称极限。