Нуклоны в атомном ядре связаны между собой ядерными силами, поэтому, чтобы разделить ядро на составляющие его отдельные протоны и нейтроны, необходимо затратить большую энергию.
Минимальная энергия, необходимая для разделения ядра на составляющие его нуклоны, называется энергией связи ядра. Такая же по величине энергия освобождается, если свободные нейтроны и протоны соединяются и образуют ядро.
Точные масс-спектроскопические измерения масс ядер показали, что масса покоя атомного ядра меньше суммы масс покоя свободных нейтронов и протонов, из которых образовалось ядро. Разность между суммой масс покоя свободных нуклонов, из которых образовано ядро, и массой ядра называется дефектом массы:
Этой разности масс Dm соответствует энергия связи ядра Есв, определяемая соотношением Эйнштейна:
или, подставив выражение для D m, получим:
Энергию связи обычно выражают в мегаэлектронвольтах (МэВ). Определим энергию связи, соответствующую одной атомной единице массы (, скорость света в вакууме ):
|
|
.
Переведем полученную величину в электронвольты:
В связи с этим на практике удобнее пользоваться следующим выражением для энергии связи:
,
где множитель Dm выражен в атомных единицах массы.
Важной характеристикой ядра служит удельная энергия связи ядра, т.е. энергия связи, приходящаяся на нуклон:
.
Чем больше , тем сильнее связаны между собой нуклоны.