幻數（magic numbers）

某些質子數或中子數會讓原子核顯得格外特別：束縛得異常緊、豐度異常高、不太願意再捕獲一個核子，且到第一激發態之間有一道很大的能隙。就像擁有 2、10、18 個電子的原子（惰性氣體）因電子殼層閉合而化學上惰性，帶有某些核子數的原子核則具有閉合的核殼層。那些數目就是幻數。

公認的幻數是 2、8、20、28、50、82 與 126。它們直接源自核殼層模型：它們正是單粒子能階（含關鍵的自旋-軌道劈裂）恰好聚成彼此遠離之群組時的累計總數，因此填滿一群後、到下一能階之間會留下一道很大的能隙。當一個原子核的質子數與中子數皆為幻數時，稱為雙幻數，具有最高的穩定性。幻數正是那條對殼層一無所知的平滑半經驗質量公式，會系統性地低估這些原子核結合能的原因。

在核科學裡到處都會遇到幻數。雙幻數的氦-4、氧-16、鈣-40 與鈣-48、鉛-208 都是穩定性的地標；錫（Z = 50）擁有所有元素中最多的穩定同位素；而備受期待的超重元素「穩定島」，正是在尋找 82 之後的下一個質子幻數（常預測在 114 或 120 附近）。近年研究顯示，遠離穩定線時幻數可能移動甚至消失，所以它們穩健、但並非一成不變。