quando uma shell está cheia (isto é, quando os nucleons têm usado todos os conjuntos possíveis de atribuições de números quânticos), um núcleo de formas de estabilidade incomuns. Este conceito é semelhante ao encontrado em um átomo onde um conjunto preenchido de números quânticos de elétrons resulta em um átomo com estabilidade incomumum gás inerte. Quando todos os prótons ou nêutrons em um núcleo estão em conchas cheias, o número de prótons ou nêutrons é chamado de “número mágico”.”Alguns dos números mágicos são 2, 8, 20, 28, 50, 82, e 126. Por exemplo, 116Sn tem um número mágico de prótons (50) e 54Fe tem um número mágico de nêutrons (28). Alguns núcleos, por exemplo 40Ca e 208Pb, têm números mágicos de prótons e nêutrons; estes núcleos têm estabilidade excepcional e são chamados de “magia dupla”.”Números mágicos são indicados no gráfico dos nuclídeos.
as conchas cheias têm um momento angular total, J, igual a zero. O próximo núcleo adicionado (um núcleo de Valência) determina o J do Novo Estado terrestre. Quando os nucleons (isolados ou em pares) são excitados para fora do Estado do solo, eles mudam o momento angular do núcleo, bem como sua paridade e números quânticos de projeção de isospina. O modelo shell descreve quanta energia é necessária para mover núcleos de uma órbita para outra e como os números quânticos mudam. A figura acima mostra um diagrama de energia das duas conchas cheias do Estado do solo de 12C. a promoção de um núcleo ou um par de nucleons para uma concha não preenchida coloca o núcleo em um dos estados excitados.