シェルがいっぱいのとき（つまり、核子が可能な量子数割り当てのすべてのセットを使い果たしたとき）、異常な安定性の核が形成され この概念は、電子量子数の満たされたセットが異常な安定性を有する原子、すなわち不活性ガスをもたらす原子に見られる概念と類似している。 核内のすべての陽子または中性子が充填された殻にある場合、陽子または中性子の数は”マジックナンバー”と呼ばれます。”魔法の数字のいくつかは次のとおりです2, 8, 20, 28, 50, 82, と126 例えば、116Snは魔法数の陽子（50）を持ち、54Feは魔法数の中性子（28）を持つ。 いくつかの核、例えば40caと208pbは、陽子と中性子の両方の魔法数を持っています。”マジックナンバーは、核種のチャートに示されています。
充填された殻は、全角運動量Jを持ち、ゼロに等しい。 次の付加された核子（原子価核子）は、新しい基底状態のJを決定する。 核子（単独または対）が基底状態から励起されると、核の角運動量だけでなく、そのパリティとアイソスピン投影量子数も変化する。 シェルモデルは、ある軌道から別の軌道に核子を移動させるために必要なエネルギーと、量子数がどのように変化するかを記述します。 上の図は、12Cの基底状態の2つの満たされた殻のエネルギー図を示しています。核子または核子のペアを満たされていない殻に昇格させると、核は励起状態の1つになります。