Defekt masy i stabilność jąder

W jądrze atomowym istnieją siły jądrowe między nukleonami, które działają na małą odległość i nie są zależne od ładunku. Przy zderzeniach neutronów z protonami może dojść do wymiany ładunku, czyli zamiany protonu w neutron i odwrotnie. Energię odziaływań pomiędzy nukleonami można wyliczyć. Przykładowo masa atomowa helu powinna być równa sumie mas dwóch protonów i dwóch neutronów tj. 4,0319 u.

masa 2 protonów      2*1,0072766 u = 2,0145532 u

masa 2 neutronów    2*1,0086654 u =2,0173308 u

w sumie 4,0318840 u

Jednak najdokładniejsze eksperymentalne oznaczenia masy atomowej helu dają wartość 4,0015 u. Różnica 0,03039 nosi nazwę defektu (niedoboru) masy. Stosując równanie Einsteina E=mc² można określić ilość energii, jaka zostanie wyzwolona przy zmniejszaniu się masy układu o 0,03039 u. Energię tę nazwano energią wiązania jądra. Jej wielkość pozwala określić ilość energii, jaka zostanie wyzwolona przy powstawania jądra lub ilość energii, jaką trzeba dostarczyć w celu rozbicia jądra. Im większy jest defekt masy, im większa jest