Опорная идея
Из-за насыщения энергия связи ядра растёт почти пропорционально числу нуклонов A, как если бы каждый нуклон был связан лишь с несколькими соседями. Если бы силы были дальнодействующими, энергия росла бы как A², чего не наблюдается.
Кулоновское отталкивание, наоборот, дальнодействующее: каждый протон отталкивается от всех остальных. Поэтому с ростом числа протонов для устойчивости требуется всё больше нейтронов — они добавляют притяжение, не добавляя отталкивания.
У лёгких стабильных ядер N ≈ Z (например, ₆¹²C: 6 и 6). У тяжёлых нейтронов заметно больше: у ₈₂²⁰⁸Pb (свинец) Z = 82, N = 126, то есть отношение N/Z ≈ 1,54. Когда протонов становится слишком много (Z > 83), устойчивых ядер уже нет — все они радиоактивны.