원자핵은 원자의 중심 부분입니다. 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있으며, 이들을 통틀어 핵자라고 합니다. 원자핵은 크기가 매우 작아 원자 지름의 약 1/100,000에 불과하지만, 원자 질량의 거의 전부를 차지합니다. 양성자의 수는 원소를 결정하고, 중성자의 수는 동위원소를 결정합니다. 원자핵은 양성자 사이의 정전기적 반발력을 극복하는 강한 핵력에 의해 단단하게 결합되어 있습니다.

원자핵은 1911년 어니스트 러더퍼드가 금박 실험을 통해 발견했습니다. 그는 얇은 금박에 알파 입자를 쏘았고, 일부 입자가 튕겨 나오는 것을 관찰했습니다. 이는 양전하가 원자 전체에 퍼져 있는 것이 아니라 아주 작은 부피에 집중되어 있다는 것을 의미했습니다. 이 발견은 원자 모형을 푸딩 모양에서 행성계 모양으로 바꾸어 놓았습니다.

원자핵은 정적인 상태가 아닙니다. 방사성 붕괴를 일으키고, 입자를 방출하며, 핵분열을 통해 분열할 수 있습니다. 또한 핵융합을 통해 다른 원자핵과 결합할 수도 있습니다. 이러한 핵반응은 화학 반응보다 훨씬 더 많은 에너지를 방출합니다. 이것이 바로 원자력 발전과 핵무기가 그토록 강력한 이유입니다.

원자핵 또한 양자 시스템입니다. 양성자와 중성자는 단순한 구형이 아닙니다. 이들은 쿼크로 이루어져 있으며, 쿼크들은 글루온에 의해 서로 결합되어 있습니다. 강력은 자연의 4대 기본 힘 중 하나입니다. 원자핵을 이해하는 것은 핵물리학의 핵심 목표입니다.