Đường kính hạt nhân là một đại lượng vật lý quan trọng, dùng để mô tả kích thước của hạt nhân nguyên tử. Về cơ bản, hạt nhân nguyên tử bao gồm các proton và neutron kết hợp lại với nhau trong không gian rất nhỏ. Đường kính này thường nằm trong khoảng từ 1 đến 10 femtomet (femtomet = 10^-15 mét), tùy thuộc vào số lượng nucleon (proton và neutron) bên trong hạt nhân. Sở dĩ hạt nhân có đường kính cực kỳ nhỏ như vậy là do lực tương tác giữa các proton và neutron rất mạnh, đẩy chúng lại gần nhau và tạo thành một khối cầu đặc, ổn định ở trung tâm nguyên tử. Hạt nhân càng chứa nhiều nucleon thì đường kính càng lớn, nhưng mức độ tăng khá chậm so với tổng số hạt.

Để tính toán đường kính hạt nhân, các nhà khoa học thường sử dụng công thức gần đúng dựa trên số khối của hạt nhân, như R = R₀ × A^(1/3), trong đó R là bán kính hạt nhân, R₀ là hằng số thực nghiệm (khoảng 1,2-1,3 femtomet), và A là số khối (tổng số proton và neutron). Theo phương trình này, bán kính và đường kính hạt nhân tỉ lệ với lũy thừa một phần ba của số khối, nghĩa là khi số nucleon tăng lên gấp nhiều lần, kích thước hạt nhân cũng chỉ tăng lên theo cấp số nhỏ hơn nhiều so với số lượng nucleon bên trong. Việc đo lường được đường kính hạt nhân có ý nghĩa lớn trong nghiên cứu về cấu trúc vật chất, năng lượng liên kết nội tại, cũng như các hiện tượng vật lý hạt nhân khác.

Hiểu rõ về đường kính hạt nhân giúp các nhà khoa học phân tích sâu hơn về những phản ứng xảy ra ở cấp độ vi mô, chẳng hạn như phản ứng phân rã phóng xạ, phản ứng tổng hợp hạt nhân hay các quá trình va chạm giữa các nguyên tử. Bên cạnh đó, kiến thức về kích thước hạt nhân còn rất quan trọng đối với ứng dụng thực tế, như sản xuất năng lượng trong ngành điện hạt nhân, kiểm tra vật liệu bằng kỹ thuật phát xạ phóng xạ hay chế tạo các thiết bị hiện đại như máy gia tốc hạt. Khi nắm vững các đặc điểm về đường kính hạt nhân, chúng ta có cái nhìn toàn diện hơn về bản chất vật chất, mở đường cho những tiến bộ mới trong cả khoa học cơ bản lẫn công nghệ ứng dụng.