核結合能

核結合能（nuclear binding energy）是把原子核綁在一起的能量——等價地說，就是你要把它完全拆散成一顆顆質子與中子所必須供給的能量。日常畫面：就像把模型黏在一起的膠水，每個零件的結合能愈大，就愈難拆開、也愈穩定。它回答的問題是：帶正電的質子為什麼不乾脆四散飛開，而核反應那龐大的能量又從何而來？

精確地說，一個令人驚訝的事實是此中關鍵：原子核的重量比它拆開後各質子與中子的總和略輕。這份消失的質量稱為質量虧損，依照愛因斯坦的 E = m c^2 已轉換成結合能。由於 c^2 極其巨大，即使極小的質量差也儲存著龐大的能量。更有用的量度是每核子的結合能，而關鍵規律在此：它對輕核陡升，在鐵附近達到頂峰（具體來說是綁得最緊的鐵-56），然後對最重的原子核緩緩下降。

為什麼重要：單單這條曲線就解釋了全部的核能。因為鐵位於頂峰，你從兩側任一邊朝它移動都會釋放能量——把輕核結合（核融合）或把重核分裂（核分裂）。核融合驅動恆星，核分裂驅動反應爐，兩者都只是把少許核質量轉換成能量。誠實的提醒：化學反應也從結合中釋放能量，但核結合能每個原子大約是化學的一百萬倍，這正是為什麼一公斤核燃料遠遠壓過一公斤任何化學燃料。