}}</ref> أعطى اكتشاف ال[[الإلكترونإلكترون]] على يد [[جوزيف جون طومسون|طومسون]]<ref>{{cite journal|last1=Thomson|first=Joseph John|author1-link=Joseph John Thomson|title=Cathode Rays|year=1897|journal=[[Royal Institution|Proceedings of the Royal Institution of Great Britain]]|volume=XV|pages=419–432|url=https://archive.org/stream/proceedings15roya#page/418/mode/2up|publisher=[[Royal Society]]}}</ref> أول مؤشر على أن للذرة هيكلا داخليا. ففي مطلع القرن 20 كان النموذج المقبول للذرة من طومسون الذي كانت عنده الذرة عباره عن كرة من الشحنات الموجبة مغروس بداخلهاإلكترونات سالبة. وفي مطلع القرن العشرين اكتشف الفيزيائيون أيضا ثلاثة أنواع من [[الإشعاعات]] تصدر من بعض [[نظير|نظائر]] [[ذرة|الذرات]] ،و هي :[[أشعة ألفا]] و[[أشعة بيتا]]، و[[أشعة غاما]]. في الأعوام 1911 - 1914 أجريت تجارب من قبل [[ليز مايتنر]]، و[[أوتو هان]]، و[[جيمس تشادويك]] اكتشف أن أشعة بيتا عبارة عن [[إلكترون]]ات وترافقها [[أشعة إكس]]. ولكن مجموع طاقة الإلكترون والأشعة السينية لم تعادل الطاقة المفقودة من النواة الذرية عن طريق [[تحلل بيتا]]. وكانت هذه مشكلة بالنسبة للفيزياء النووية في ذلك الوقت. ثم تبيّن فيما بعد وجود [[جسيم أولي]] آخر غير مرئي وهو [[نيوترينو]] يقوم بحمل تلك الطاقة الناقصة.
صاغ [[ألبرت اينشتاين]] عام 1905 قانون [[تكافؤ المادة والطاقة]] عند صياغته [[النسبية الخاصة|للنسبية الخاصة]]، وتبين بعد ذلك أن الاتحاد بين مكونات النواة من بروتونات ونيوترونات يعمل على تخفيض [[كتلة]] النواة بسبب [[طاقة الارتباط|الترابط]] بينهم، ويسمى ذلك الفقد في الطاقة [[نقص الكتلة]]، وتخرج تلك الطاقة "الناقصة" من النواة في هيئة إشعاع من [[أشعة غاما]].
