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原子核的「中子-質子比」（「N/Z比」或「核比」）是其數量的比 中子的數量與其質子的數量。 在穩定的原子核和自然存在的原子核中，這個比率通常隨着原子序數的增加而增加。 這是因為質子之間的電排斥力隨距離的變化與強核力吸引力不同。 特別是，大原子核中的大多數質子對距離不夠遠，使得電排斥力超過強核力，因此穩定的較大原子核中的質子密度必須低於穩定的較小原子核中的密度，在穩定的較小原子核中，更多的質子對具有可觀的密度。 短程核力吸引力。

對於許多原子序數「Z」小到僅佔據前三個核殼層的元素，最多可達鈣（「Z」= 20） ，存在「N」/「Z」比為 1 的穩定同位素。 例外情況是 鈹 (N/Z = 1.25) 和每個具有 9 到 19 之間奇數原子序數的元素（儘管在這些情況下 N = Z' ' + 1 總是可以保證穩定性）。 Hydrogen-1（N/Z 比率 = 0）和 helium-3（N/Z 比率 = 0.5）是唯一的 中子-質子比低於1的穩定同位素。 Uranium-238 的「N」/「Z」比率是所有原始核素中最高的，為 1.587，同時汞-204在所有已知的穩定同位素中具有最高的「N」/「Z」比，為 1.55。 放射性衰變通常會改變「N」/「Z」比率以增加穩定性。 如果「N」/「Z」比率大於 1，[α 衰變]] 會增加「N」/「Z」比率，因此提供了一條實現衰變穩定性的共同途徑 涉及中子太少的大原子核。 正電子發射和電子捕獲也增加了該比率，而[β衰變]]則降低了該比率。

核廢料的存在主要是因為核燃料比其裂變產物具有更高的穩定「N」/「Z」比。

半經驗描述

對於穩定的原子核，中子-質子比使得核結合能處於局部最小值或接近最小值。

根據液滴模型，該鍵合能通過經驗近似Bethe–Weizsäcker 公式

<數學>E_{B} = a_{V} A - a_{S} A^{2/3} - a_{C} \frac{Z^2}{A^{1/3}} - a_{ A} \frac{(A - 2Z)^{2}}{A} \pm \delta(A,Z)。</math>

給定$A$值並忽略核子自旋配對的貢獻（即忽略$\pm \delta (A,Z)$項），結合能是一個二次表達式 在 $Z$ 中，當中子-質子比為 $N/Z\approx 1+{\frac {a_{C}}{2a_{A}}}A^{2/3}$ 時，該值最小化。

右|拇指|同位素半衰期。 請注意，隨着元素編號 Z 變大|200x200px，穩定同位素的圖與線 Z = N 有所不同]]

參見

• 同位素
• 核裂變
• 原子核滴線