Çekirdeği oluşturan protonlarla nötronların, birbirleri açısından, yaklaşık merkezi bir çekim alanı oluşturdukları ve atomdaki elektronlarınkilere benzer şekilde, farklı enerji düzeylerine karşılık gelen yörünge kabuklarında oturdukları düşünülebilir. Çekirdeğin 'kabuk modeli' denilen bu tasarımda, nötronlarla protonlar, farklı türden parçacıklar oldukları için, bağımsız yörünge şemalarına sahiptirler. Öte yandan her ikisi de, ћ/2 spinleriyle fermion olduklarından, ayrı ayrı kendi yörüngelerini, tıpkı elektronlar gibi; spinleri zıt yönlerde olacak şekilde, çiftler halinde paylaşmak durumundadırlar. Dolayısıyla çekirdek, nötronlarının ve protonlarının hangi yörünge yapısında oturuyor olduğuna bağlı olarak; en düşük enerjili temel durumunda veya uyarılmış enerji durumlarından birinde bulunuyor olabilir. Uyarılmış haldeki çekirdekler, zamanla foton yayarak, daha düşük enerjili durumlara geçiş yaparlar. Işınlanan fotonun enerjisi, arasında geçiş yapılan iki düzeyin enerjileri arasındaki farka eşittir. Çekirdekteki enerji düzeylerinin, hem kendi değerleri ve hem de aralarındaki farklar; atomdaki elektronların enerji düzeylerine oranla çok daha büyüktür. Bu yüzden, çekirdek ışımalarından kaynaklanan fotonların enerjisi veya frekansı, atom ışımalarında görülen fotonlarınkinden çok daha yüksektir. Hem de yüksüz olduklarından, gama ışınları malzemelerde uzun mesafeler katedebilirler ve durdurulmaları, diğerlerine göre çok daha zordur. Bu amaçla, kurşun gibi ağır bir metalden levhalar kullanılır. Nihayet bazı çekirdekler, oluştukları anda uyarılmış durumdadır veya uyarılmış halde oluşmuşlardır. Zamana bağlı olarak, gama ışınları yayarlar. Bazı radyoaktif çekirdeklerin gösterdiği gama etkinliği bundan ibarettir ve kaynağını, nükleonların yörünge yapısını belirleyen güçlü etkileşimden alır. Alfa ışıması biraz daha karışık...