图1元素周期表
01什么是核素在物质结构的微观层次中，原子的大小在埃米（10?10m）量级。原子的中心存在原子核，其大小在飞米（10?15m）量级。虽然原子核的体积占原子体积的比例不到千亿分之一，但是原子核的质量占原子质量的比例超过99.96%。现在人们知道核外电子围绕原子核构成了原子，原子核又是由质子和中子构成的，其中质子带一个单位的正电荷，中子是电中性的。原子核的电荷态决定了元素的化学性质。
元素是具有相同的核电荷数的一类原子的总称。同一种元素因为原子核内中子数不同而形成不同的原子。比如氢元素有三种原子，分别是氕、氘和氚，它们互称为同位素。根据大英百科全书，具有特定质子和中子数目、处于特定核能态的一种原子被称为核素。核素是比化学元素更加精确的原子分类方式，用于区分原子中具有不同质子数和中子数以及核能态的原子核。
02放射性核素原子核内质子或中子可以处于不同的能态，能量最低的能态称为基态，其他的能态称为激发态。通常处于激发态的原子核不稳定，会通过放射性衰变退激发回到基态或蜕变为其他种类的原子核。如果处于基态的原子核也具有放射性，那么该原子核会继续发生放射性衰变最终蜕变为稳定原子核。放射性衰变主要有三种模式：α衰变、β衰变和γ衰变。除了原子核的衰变，核反应也可以改变原子核的质子或中子数目，并伴随着能量的释放或吸收。如果质子数发生改变，一种元素蜕变成另一种元素，称为嬗变。
具有放射性的原子核构成的核素统称为放射性核素，会通过放射性衰变最终蜕变成稳定核素。到目前为止，人类一共发现了种元素的超过种同位素，其核素种类包括种基态核素以及种衰变半衰期大于ns的同核异能态核素。除去天然存在的种核素，其余都是人工合成的核素。地球上天然存在的核素中有同位素丰度数据的核素只有种，包括种稳定核素和35种长寿命放射性核素。
图2国际纯粹与应用化学联合会绘制的元素周期表，展示了自然界中每种元素的同位素比例
03核素图不同化学性质的原子及其组合构成了我们肉眼所见的丰富多彩的物质世界。太阳及其他恒星中的热核反应不仅是人类所见阳光和夜间星光的能量来源，也是宇宙中比He更重的元素起源的微观机制。按照元素的原子序数和化学性质排列，门捷列夫于年制作了第一张现代元素周期表，展示了元素化学性质的系统规律。类似地，按照单个核素为基本单位，将大量已知核素按照组成原子核的质子数和中子数进行排布，从而将相关核数据可视化地呈现在图表中，这样的图表被称为“核素图”
核素图是核物理学的基本工具，可以展示稳定核素和放射性核素的基本性质。作为核物理领域基本的“地图”工具，核素图在放射性防护、核化学、核天体物理、医学、生物、农业、地理等领域都有广泛的应用。
图3卡尔斯鲁厄核素图图43D展示的核素图图5兰州重离子加速器国家实验室外墙上的核素图核素图常见的排版模式有两种：分别以正方形框或正六边形框代表每种核素。此外，核素图每个框的充填颜色常见有两种含义，即用颜色代表衰变类型（比如：德国卡尔斯鲁厄核素图）或寿命长短（比如：日本原子能机构的核素图），颜色的编码则多种多样。
图6正六边形（左）与正方形（右）版式的核素图新技术的涌现和前沿核物理科学研究的不断进展，使得已知核素版图得以逐年扩展。当前世界各大核物理实验室都在升级或建造强流重离子加速器，期待继续推进已知核素的版图。目前已经投入运行的第三代放射性核束装置有美国的FRIB、日本的RIKEN等，在建的有德国的FAIR和中国的HIAF等。下一代放射性核束装置的兴建和投入运行必将大大拓展已知核素的版图、更新和丰富已有核素的信息。
世界上产生放射性核素的主要研究装置（实验室）04新版NUBASE核素图作为国内原子核物理研究的国家基地，中国科学院近代物理研究所自年起主持国际原子质量评估（AME）工作，为公众提供准确权威的基态核素原子质量实验数据评估和系统详尽的文献追溯。在国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)的支持下，原子质量评估（AME）与原子核基本性质实验数据评估（NUBASE）相辅相成，同步发布评估结果。NUBASE中核素的原子质量数据完全取自AME。AME和NUBASE大约每4年更新一次，最近的两次评估数据发布于年和年。
新版核素图——《原子核基本性质实验数据核素图》（颜鑫亮,罗胤芳,王猛编著.北京：科学出版社，.03）是基于公开的AME以及NUBASE数据重新排版制作的核素图，展示了自然界观察到的所有原子核的基本信息（质量误差、同位素丰度或衰变类型、半衰期）。核素图以数据更新及时、内容权威翔实、展示实用美观为特点，是不可多得的实用工具书。ISBN-7-03--9颜鑫亮,罗胤芳,王猛编著北京：科学出版社，.03该图在基础科学研究和工业生产应用（如同位素生产）中具有重要的实用价值。既适合广大高校、科研机构中的原子核理论和实验科研工作者，又适合核工业相关单位的一线生产工作者随身携带，及时查阅。图中附有NUBASE开源数据的网站