البروتونات
هو جسيم تحت ذري وبشحنة كهربائية موجبة مقدارها 1.6 × 10−19 كولوم وكتلة مقدارها ما يقارب 1800 ضعف كتلة الإلكترون تدل النتائج التجريبية أن البروتون جسيم مستقر ، والحد الأدنى لفترة عمر النصف له 1035 سنة ، بالرغم من أن بعض النظريات تنبأت بأن البروتون يمكن أن يتحلل .
و تعتبر نواة النظير الأكثر شهرة لذرة الهيدروجين عبارة عن بروتون مفرد . ونويات العناصر الأخرى عبارة عن بروتونات ونيوترونات موجودة معا عن طريق القوة النووية . ويكون عدد البروتونات الموجودة في النواة هى المسئولة عن الخواص الكيميائية للذرة وتعريف هذا العنصر الكيميائى.
ويتم تصنيف البروتونات على أنها بايرون وتتكون من 2 كوارك أعلى و 1 كوارك أسفل ويوجدوا معا أيضا عن طريق القوة النووية ، بالتداخل مع الجلون . ومعاكس المادة للبروتون هو معاكس البروتون والذى له نفس قدر شحنة البروتون ولكن بشحنة معاكسة .
ونظرا لأن القوة الإلكترومغناطيسية أكبر منقوى الجذب فإن شحنة البروتون يجب أن تكون مساوية في المقدرا ومعاكسة في الشحنة للإلكترون وإلا فإن الفرق بين الشحنتين سيؤدى إلى تمدد له تأثير كبير على الكون ، وأى جسم له قوة جذب (الكواكب والنجوم).
النيوترونات
النيوترون جسيم أولي (دون ذري) يحمل شحنة كهربائية متعادلة، كتلته تساوي تقريباً كتلة البروتون، يوجد في أنوية الذرات، كما يمكن أن يوجد خارجها حيث يدعى بالنيوترون الحر. النيوترون الحر غير مستقر له متوسط عمر قدره حوالي 886 ثانية ( حوالي 15 دقيقة)، حيث يتحلل بعد هذه الفترة القصيرة يتحلل إلى بروتون والكترون. كون النيوترونات غير مشحونة يجعل من الصعب كشفها أو التحكم بها، الأمر الذي أدى لتأخر اكتشافها. فقد تم اكتشافها من قبل عالم الفيزياء حامل جائزة نوبل "جيمس شادويك".
كما أن النيوتونات الحرة (الإشعاعات النيوترونية) لها قدرتها عالية على النفاذ. الطريقة الوحيدة لتغيير مسار النيوترون هي بوضع نواة في مساره، حيث يتم تصادم تام المرونة. لكن احتمال اصطدام نيوترون حر متحرك بنواة ما ضمن المادة ضعيف جداً بسبب الفرق الهائل بين حجم النيوترون أو النواة بالنسبة للذرة (أي أن الذرة تحوي فراغاً كبيراً)، مما يعطي النيوترونات قدرة كبيرة على الاختراق.
تستخدم النيوترونات في شطر أنوية العناصر الثقيلة في المفاعلات النووية الانشطارية.