Hmoty a energie
Rovnocennost hmoty a energie, uvedl v roce 1905 Albert Einstein jako součást jeho speciální teorie relativity, je důležité pojetí v jaderné fyzice. Einstein hmotnost energie vztah, vzorec E = mc, ukazuje, proč jaderné reakce získá tolik energie, na základě konverze malého množství hmoty. V tomto vzorci E znamená energii, m hmotnost, a c je rychlost světla. V případě, že hmotnost se měří v kilogramech a rychlost světla v metrech za sekundu, výsledek je energie v joulech. Konverze 1 kg (2,2 liber) hmoty na energii by produkoval 1 X (3 x 108), 2 = 9 X 1.016 joulů energie. Toto je ekvivalent k 25 miliard kilowatthodin, dostatek energie, aby 25 miliard 100-wattové žárovky hoří po dobu 10 hodin.
Vazební energie
Až na jádru nejčastějším typem atomu vodíku, který se skládá z pouhých jeden proton, hmotnost jádra atomu je vždy menší než součet hmotností jednotlivých nukleonů, které obsahuje. Tento rozdíl v hmotnosti je někdy nazýván hmotnostní úbytek; častěji se však, že je vyjádřena v jednotkách energie, a je pak nazýván vazební energii jádra.
Například, hmotnost jádra helia 4, nejčastějším typem atom hélia, je menší než kombinované množstvími dvou protonů a dva neutrony, které tvoří toto jádro. (V pojmy jako "hélium 4" a "uran 235" číslo udává celkový počet nukleonů v jádře.) Rozdíl činí 5.042582 X 10-29 kg, nebo
0.00000000000000000000000000005042582 kg.
Hmotnostní vady jsou obvykle je uvedeno, pokud jde o jednotné atomové hmotnostní jednotky (U). Ve tvaru písmene U je definován jako 1/12 množství atomu uhlíku 12 a je rovna přibližně 1,66 X 10-27 kg. (Termín atomová hmotnost jednotka nebo amu, je někdy používán znamenat u, ale tento termín správně odkazuje na jednotku mírně odlišné hodnoty na základě hmotnosti atomu kyslíku 16.)
Hmotnost zdarma proton je 1.0072766 u; že svobodného neutronu, 1.0086654 u. Hmotnost helium 4 jádra, však není 4,0318840, ale u 4,0015028. Hmota defekt, a proto, je 0.0303812 u; vazebná energie, podle vztahu 1 U = 931 MeV, je asi 28,3 MeV. (MeV je zkratka pro "megaelektronvoltech"; jeden elektron volt je množství energie, kterou získá elektron, který se pohybuje mezi dvěma body, které mají rozdíl potenciálu jednoho voltu One MeV se rovná asi 1,6 X 10-3 Joule. .)
Vazba energie z jádra je mírou množství hmoty přeměněna na energii při vzniku jádra. To se rovná množství energie, která by musela být dodána do jádra, aby způsobí, že se rozbít úplně do samostatn
