Năng lượng liên kết hạt nhân

Cân một hạt nhân rồi cộng riêng khối lượng từng proton và neutron trong đó, hai con số không bằng nhau: hạt nhân NHẸ hơn. Phần chênh lệch gọi là độ hụt khối.

Phần khối lượng ấy không biến mất mà đã được giải phóng thành năng lượng lúc hạt nhân hình thành, theo E = Δm·c². Đó là năng lượng liên kết hạt nhân, và cũng chính là năng lượng phải cấp vào nếu muốn tách hạt nhân trở lại thành từng nucleon.

Với hạt nhân có số khối A lớn hơn 8, năng lượng liên kết xấp xỉ tỉ lệ với tổng số nucleon A. Đem chia cho A thì được năng lượng liên kết TRÊN MỖI nucleon — đại lượng nằm trong khoảng 6–10 MeV, trung bình chừng 8 MeV. Đường biểu diễn nó đi lên ở vùng A nhỏ, đạt đỉnh ngay gần sắt (Fe, A = 56) rồi thoải xuống ở vùng A lớn; đỉnh ấy cho thấy hạt nhân sắt là hạt nhân bền nhất trong tự nhiên.

Chính hình dạng đường cong ấy quyết định phản ứng nào toả năng lượng: nhiệt hạch của các hạt nhân có số khối nhỏ hơn hẳn sắt, và phân hạch của các hạt nhân có số khối lớn hơn sắt, đều là quá trình toả nhiệt.