原子很小，直徑隻有一百億分之一米。在1根頭發絲的端麵上，能排下一萬億個原子。原子雖小，其內卻並非毫無結構，而是一個豐富多彩的“世界”：一個直徑為一千萬億分之一米的核（即核的直徑為原子的十萬分之一）和眾多（至少1個）繞核運動的電子。若將原子放大1021（即10萬億億）倍，它就像我們的太陽係了，太陽是核，眾多繞太陽運動的行星是電子。即便是核，其內也是一個色彩斑斕的世界：由眾多狀態各異的質子和中子組成。這些質子和中子以300多種不同的組合方式，構成一個天然龐大的原子核家族，家族“人員”達300多種。自1934年以來，人工還製造了2400多種核（元）素，這更壯大了原子核家族的氣勢。但這些人造核素“命運”多舛、壽命短，不穩定，叫做奇異原子核。
氫原子核隻有一個質子，大多數氧核有8個質子和中子，記作168O8，鈾核有兩種，23892U146和23592U143，都是第92號原子的核心，但核內中子數不同，23892U146含146個中子，則23592U143隻含143個中子。23592U143占自然界所有鈾的千分之七，是核能利用的主要原料。上述各原子核均是自然界存在的穩定原子核，其內的質子數Z和中子數N滿足一定的關係。不滿足這種關係的原子核就不穩定，將發生放射性衰變。或者說穩定原子核的N／Z的值是一定的（有一個允許範圍），偏離了這一範圍，原子核就不穩定。若偏離得太大，原子核就根本無法存在，“拚”不起來。人造核素的Z／N值越來越偏離穩定值，於是顯示出了一係列奇異的性質（故稱之為奇異原子核）。天然存在的300多種核素大部分是穩定的，約有十分之一是不穩定的，通過釋放α或β或γ射線（α即氦核42He2，β即電子或正電子，γ是高能光子）而衰變。按照核理論，若無放射性衰變，自然界應存在約8000種核素。因此，人類應還能製造出幾千種新核素或奇異原子核。
按照《辭海》，放射性是“不穩定原子核自發放出α、β、γ射線的現象。”現在，這個定義必須大大地加以擴充。1982年，科學家發現某些奇異原子核具有質子放射性，處於基態的人造核素151Lu（Lu表示鑥）和147Tm（Tm表示銩）能自發地釋放出一個質子［天然鑥（第71號元素）的大多數（97．4％）是175Lu，比人造的151Lu多24個中子；天然銩（第69號元素）全部是169Tm，比人造的147Tm多22個中子。151Lu和147Tm的“Z／N”值均遠離穩定的“Z／N”值中子極為貧乏而質子則大大過剩］。此外，還有β緩發粒子，包括β緩發α粒子（一個原子核經β衰變後，變成另一處於激發態的原子核，隨後新生原子核又發射出α粒子）、β緩發中子、β緩發質子、β緩發雙中子、β緩發三中子、β緩發雙質子、β緩發氚，迄今已發現1000餘種核素存在β緩發粒子，理論上預告至少有1000個核素存在β緩發粒子。1984年發現某些重核可自發放射146C8，1985年發現自發發射2010Ne14，理論預言，處於基態的原子核應能自發發射雙質子、中子或雙中子。