وصف منحنى طاقة الارتباط للعناصر

تصل أكبر طاقة ارتباط لكل نوكليون في نواة الحديد Fe وتبدأ في الانخفاض قليلا ومستمرا بزيادة العدد الذري للعنصر (الجزء الأفقي للمنحنى) : فكلما زاد عدد البروتونات تزداد تبعا قوي التنافر الكهربي المتسببة عن الشحنات الموجبة للبروتونات. لذلك يمكن استغلال طاقة الارتباط في إنتاج الطاقة من العناصر الخفيفة بواسطة الاندماج النووي حيث يندمج الهيدروجين مكونا الهيليوم-4 . كما يمكن استعلال فقد الكتلة في انتاج الطاقة من العناصر الثقيلة مثل اليورانيوم والثوريوم بواسطة الانشطار النووي حيث تنقسم نواة اليورانيوم-235 إلى نواتين صغيرتين . قد تبلغ الكتلة الذرية لكل منهما نحو 117 وحدة كتل ذرية ويصدر فرق قوة الارتباط في صورة طاقة نووية ، نستغلها في توليد الكهرباء في مفاعل نووي أو في صناعة القنابل النووية الشديدة الانفجار .

البروزات الموجودة على المنحني فهي ترجع إلى ما يسمى الاعداد السحرية magic numbers ، وهي أنوية ذرات شديدة التماسك يصعب فصل محتوياتها ويحدث ذلك طبيعيا عند أعدادا معينة سواء للبروتونات أو النيوترونات ، لا يعرف تفسير لها حتى الآن ولذلك تسمى الأعداد السحرية.

وتعرّف قوة الارتباط B باستخدام الكتلة الذرية نظرا لسهولة تعيينها عمليا ، عن تعيين كتلة النواة الذرية :

B(Z,A) = \left(Z \cdot M(H) + (A - Z) \cdot M(n) - M(A,Z)\right) \cdot c^2

حيث:

(M(H كتلة ذرة الهيدروجين ,

(M(n كتلة النيوترون,

(M(A,Z كتلة نواة فيها عدد Z من البروتونات و عدد A من النوكليونات (بروتونات ونيوترونات).

(A الكتلة الذرية وZ العدد الذري).

ويرجع صيغة قوة الارتباط في نواة الذرة إلى نموذج القطرة طبقا ل معادلة بيته-فايتزيكر.

ينتج عن نقص الكتلة عند انشطار نواة ذرة اليورانيوم-235 نحو 200 مليون إلكترون فولت من الطاقة .