原子很小，直径只有一百亿分之一米。在1根头发丝的端面上，能排下一万亿个原子。原子虽小，其内却并非毫无结构，而是一个丰富多彩的“世界”：一个直径为一千万亿分之一米的核（即核的直径为原子的十万分之一）和众多（至少1个）绕核运动的电子。若将原子放大1021（即10万亿亿）倍，它就像我们的太阳系了，太阳是核，众多绕太阳运动的行星是电子。即便是核，其内也是一个色彩斑斓的世界：由众多状态各异的质子和中子组成。这些质子和中子以300多种不同的组合方式，构成一个天然庞大的原子核家族，家族“人员”达300多种。自1934年以来，人工还制造了2400多种核（元）素，这更壮大了原子核家族的气势。但这些人造核素“命运”多舛、寿命短，不稳定，叫做奇异原子核。
氢原子核只有一个质子，大多数氧核有8个质子和中子，记作168O8，铀核有两种，23892U146和23592U143，都是第92号原子的核心，但核内中子数不同，23892U146含146个中子，则23592U143只含143个中子。23592U143占自然界所有铀的千分之七，是核能利用的主要原料。上述各原子核均是自然界存在的稳定原子核，其内的质子数Z和中子数N满足一定的关系。不满足这种关系的原子核就不稳定，将发生放射性衰变。或者说稳定原子核的N／Z的值是一定的（有一个允许范围），偏离了这一范围，原子核就不稳定。若偏离得太大，原子核就根本无法存在，“拼”不起来。人造核素的Z／N值越来越偏离稳定值，于是显示出了一系列奇异的性质（故称之为奇异原子核）。天然存在的300多种核素大部分是稳定的，约有十分之一是不稳定的，通过释放α或β或γ射线（α即氦核42He2，β即电子或正电子，γ是高能光子）而衰变。按照核理论，若无放射性衰变，自然界应存在约8000种核素。因此，人类应还能制造出几千种新核素或奇异原子核。
按照《辞海》，放射性是“不稳定原子核自发放出α、β、γ射线的现象。”现在，这个定义必须大大地加以扩充。1982年，科学家发现某些奇异原子核具有质子放射性，处于基态的人造核素151Lu（Lu表示镥）和147Tm（Tm表示铥）能自发地释放出一个质子［天然镥（第71号元素）的大多数（97．4％）是175Lu，比人造的151Lu多24个中子；天然铥（第69号元素）全部是169Tm，比人造的147Tm多22个中子。151Lu和147Tm的“Z／N”值均远离稳定的“Z／N”值中子极为贫乏而质子则大大过剩］。此外，还有β缓发粒子，包括β缓发α粒子（一个原子核经β衰变后，变成另一处于激发态的原子核，随后新生原子核又发射出α粒子）、β缓发中子、β缓发质子、β缓发双中子、β缓发三中子、β缓发双质子、β缓发氚，迄今已发现1000余种核素存在β缓发粒子，理论上预告至少有1000个核素存在β缓发粒子。1984年发现某些重核可自发放射146C8，1985年发现自发发射2010Ne14，理论预言，处于基态的原子核应能自发发射双质子、中子或双中子。
中子数或质子数为2，8，20，28，40，50，82等的原子核特别稳定，叫作“幻数”核（1949年迈耶与简森创立了核的壳层模型，解释了“幻数”，迈耶与简森因此荣获1963年度诺贝尔物理学奖）。幻数核和邻近幻数的核呈球形（闭壳层是球对称的），与幻数偏离远的原子核则有形变，有的如（扁盘式的）大饼形，有的如橄榄球形，甚至有的如雪茄烟状（1953年，奥·玻尔与莫特逊创建了核的集体模型，解释核的形变，荣获1975年度的诺贝尔物理学奖）。这缘自于稳定或近稳定的原子核。人造核素远离稳定区，在形体上也有独特之处。有些奇异原子核在基态时呈球形，但到了激发态却不是，有形变。例如人造18480Hg，其质子数Z＝80，与质子幻数（82）接近，在基态时是球形，与天然稳定18480Hg类似，但处于激发态时就有形变，与22020Hg在激发态也呈球形不同。在奇异原子核中，还存在“变形幻数”。当中子数或质子数等于这种数时，相应的原子核形变很大。例如，38就是一个典型的形变幻数。
幻数与核能量有着巧妙的联系。球形核只有集体振动，“形变”核才有转动。相应于振动的能量比较高，一般在1兆电子伏特（1电子伏特＝1．6×10－19焦耳）左右。例如10268Ni34（Z＝28，为幻数）是典型球核，第一激发态能量E1为1．17兆电子伏特。相应于转动的能量比较低，例如，15464Gd90是典型形变核，E1只有0．123兆电子伏特。原子核24gPu，形变很厉害，其E1为0．0428兆电子伏特。最近发现了形变更厉害的“超”形变核：10038Sr62和7436Kr38，其E1分别为0．03兆电子伏特和0．028兆电子伏特，它们均具有形变幻数38（一个是质子数为38，另一个是中子数为38）。当原子核既具有形变幻数（Z＝38），又具有球形幻数（N＝40）时，核仍有形变，形变幻数（比球形幻数）“幻”得更厉害。现在，科学家正在寻找Z和N都等于38的原子核，期望创造形变新记录。
奇异原子核的奇特性质，正在不断地被揭露出来，这极大地丰富了核世界或核家族里的核现象。也许，随着奇异核一个个被制出来，Z／N值逐渐远离稳定区，将会发现更加奇异的核现象，甚至导致现有核理论的重大修改和突破。