Για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα η Πυρηνική Φυσική ήταν ταυτόσημη με την Ατομική Φυσική, μιας και δεν είχαν εντοπιστεί τα βασικά συστατικά που αποτελούν τον πυρήνα, όπως τα γνωρίζουμε σήμερα. Η βασική παρατήρηση του Ράδερφορντ (Ernest Rutherford) κατά τη διάρκεια πειραμάτων σκέδασης ότι το σύνολο της μάζας του ατόμου ήταν συγκεντρωμένο στο κέντρο του και ότι υπήρχε θετικό φορτίο στο άτομο το οποίο προκαλούσε οπισθοσκέδαση σωματιδίων άλφα που εκτοξευόταν προς αυτό, ήταν η πρώτη ουσιαστική ένδειξη για την ύπαρξη των πρωτονίων στο κέντρο του ατόμου. Η ανακάλυψη του έτερου συστατικού του πυρήνα, του νετρονίου, έγινε μερικά χρόνια αργότερα, το 1932, από τον ΤσάντγουΪκ