Из-за наличия энергии связи масса ядра меньше суммы масс составляющих его нуклонов.
Разность называется дефектом масс. Из соотношения следует, что энергия связи ядра связана с дефектом масс соотношением
Массы ядер и нуклонов удобно выражать в атомных единицах массы (). Напомним, что атомная единица массы равна 1/12 массы атома изотопа углерода или . Вычислим в качестве примера энергию связи именно этого ядра.
Массы протона и нейтрона в атомных единицах массы равны, соответственно, и Подставляя эти значения масс в приведенную выше формулу для дефекта масс и учитывая, что для изотопа углерода получаем
Исходя из этого, можно, пользуясь формулой Эйнштейна, рассчитать, что при образовании одного килограмма углерода из отдельных нуклонов выделилось бы столько же энергии, сколько выделяется при сгорании двух железнодорожных составов угля.
Впрочем, частица «бы» является излишней, так как все ядра углерода действительно образовались в звездах из отдельных нуклонов - и при этом действительно выделилось то огромное количество энергии, которое мы оценили выше. Об этом мы расскажем в § 39. Судьбы звезд.
Сравните кусок угля, который помещается на ладони, и два железнодорожных состава угля - и вы получите представление о малости той части энергии в веществе, которая испытывает превращение при сжигании угля.