Атомные ядра представляют собой конструкции, образованные регулярным расположением нуклонов. При сближении нуклонов участками поверхности, в которых расположены кварки, эти кварки образуют объекты размером ~ 0,03 Фм, содержащие (n) штук u-кварков и (m) штук d-кварков. Данные объекты – кварковые узлы – выполняют функцию креплений, которые удерживают нуклоны в нуклонных конструкциях.

Нуклоны объединяются в ядра благодаря (n,m)-узлам: энергия связи нуклонов в ядрах – это кулоновская энергия кварков в кварковых узлах.

Нуклоны, соединенные кварковыми узлами, образуют нуклонные конструкции с фиксированным положением каждого нуклона в составе данной конструкции. Атомные ядра характеризуются не только количеством протонов и нейтронов, но также их взаимным расположением: каждое ядро обладает своим видом нуклонной конструкции.

Конструкция каждого ядра имеет собственный набор (n,m)-узлов. Например, конструкция ядра ²Н содержит три (1,1)-узла, а в конструкции ¹⁶О все 3*16 = 48 кварков собраны в 8 узлов: четыре (4,4)-узла и четыре (2,2)-узла: [4*(4+4) + 4*(2+2)] = 48.

Нуклонные конструкции имеют форму вложенных друг в друга сферических слоев. В центре располагается нулевая ячейка, имеющая форму правильного тетраэдра с длиной ребра ~ 3 Фм. На каждую из 4-х граней нулевой ячейки накладывается точно такой же тетраэдр, затем на 3*4 = 12 боковых граней этих 4-х тетраэдров – 12 новых ячеек, и т.д. Множество всех таких тетраэдров-ячеек образует ядерный каркас, выполняющий функцию «строительных лесов»: конструкция ядра, содержащего (А) нуклонов, получается путем встраивания в ячейки ядерного каркаса (Z) протонов и (N) нейтронов.

Сферически-слоистое строение нуклонных конструкций объясняет величину магических чисел: М₁ = 4/2 = 2, М₂ = (4 + 12)/2 = 8 …, – магические ядра образуются при заполнении слоев ядерного каркаса равными количествами протонов и нейтронов.

Распределение нуклонов по ячейкам ядерного каркаса описывается нуклонной формулой, а распределение кварков по узлам каркаса – кварковой формулой. Нуклонная формула указывает номера ячеек, в которые встроены нуклоны, а кварковая формула – номера узлов, вокруг которых образованы кварковые узлы, а также вид самих (n,m)-узлов.

Нуклонная и кварковая формулы ядра находятся прямым рассмотрением модели нуклонной конструкции ядра. Нуклонная формула показывает распределение масс (m) нуклонов, а кварковая формула – распределение зарядов (q) и спинов (s) кварков. Построив модель нуклонной конструкции и найдя распределение m, q, s, можно вычислить спиновый (S), электрический (Q), магнитный (µ) моменты данного ядра.

Для всех стабильных ядер от ²Н до ¹⁷О в масштабе 10 000 000 000 000 : 1 (1 см = 1 Фм) построены модели ядерных конструкций, и для каждого ядра вычислены S, Q, µ. Полученные значения согласуются с экспериментальными величинами. Данные вычисления будут продолжены для всех более тяжелых ядер: совпадение столь больших массивов данных станет надежным доказательством конструктивной модели ядра.