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原子核的“中子-质子比”（“N/Z比”或“核比”）是其数量的比 中子的数量与其质子的数量。 在稳定的原子核和自然存在的原子核中，这个比率通常随着原子序数的增加而增加。 这是因为质子之间的电排斥力随距离的变化与强核力吸引力不同。 特别是，大原子核中的大多数质子对距离不够远，使得电排斥力超过强核力，因此稳定的较大原子核中的质子密度必须低于稳定的较小原子核中的密度，在稳定的较小原子核中，更多的质子对具有可观的密度。 短程核力吸引力。

对于许多原子序数“Z”小到仅占据前三个核壳层的元素，最多可达钙（“Z”= 20） ，存在“N”/“Z”比为 1 的稳定同位素。 例外情况是 铍 (N/Z = 1.25) 和每个具有 9 到 19 之间奇数原子序数的元素（尽管在这些情况下 N = Z' ' + 1 总是可以保证稳定性）。 Hydrogen-1（N/Z 比率 = 0）和 helium-3（N/Z 比率 = 0.5）是唯一的 中子-质子比低于1的稳定同位素。 Uranium-238 的“N”/“Z”比率是所有原始核素中最高的，为 1.587，同时汞-204在所有已知的稳定同位素中具有最高的“N”/“Z”比，为 1.55。 放射性衰变通常会改变“N”/“Z”比率以增加稳定性。 如果“N”/“Z”比率大于 1，[α 衰变]] 会增加“N”/“Z”比率，因此提供了一条实现衰变稳定性的共同途径 涉及中子太少的大原子核。 正电子发射和电子捕获也增加了该比率，而[β衰变]]则降低了该比率。

核废料的存在主要是因为核燃料比其裂变产物具有更高的稳定“N”/“Z”比。

半经验描述

对于稳定的原子核，中子-质子比使得核结合能处于局部最小值或接近最小值。

根据液滴模型，该键合能通过经验近似Bethe–Weizsäcker 公式

<数学>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>

给定$A$值并忽略核子自旋配对的贡献（即忽略$\pm \delta (A,Z)$项），结合能是一个二次表达式 在 $Z$ 中，当中子-质子比为 $N/Z\approx 1+{\frac {a_{C}}{2a_{A}}}A^{2/3}$ 时，该值最小化。

右|拇指|同位素半衰期。 请注意，随着元素编号 Z 变大|200x200px，稳定同位素的图与线 Z = N 有所不同]]

参见

• 同位素
• 核裂变
• 原子核滴线