一、核能和质量亏损

　　1.核能：有些核反应需要用高速粒子去轰击原子核才能发生，这就要求消耗相当多的能量。但是有些核反应却能释放出巨大的能量，这就是常说的核能或原子能。核电站就是利用核能来发电的。

　　2.质量亏损：核反应过程之所以能够释放出巨大的能量，就是因为在反应前后产生了质量亏损。在核反应过程中，质量数虽然要求守恒，但是反应前后的质量值却并不一定完全相等。例如下列核反应：

　　在这个核反应中，反应前的质量： 为235.043  9  u， 为1.008  7u，总共为236.052  6u；反应后的质量： 为140.913  9  u，为91.897  3  u， 为3.026  1  u，总共为235.837  3  u。在反应过程中质量减少了△m=0.215  3  u，这就称为质量亏损。

　　在上述计算中，u表示原子质量单位，它与国际单位制中的kg之间的换算关系为

　　1 u=1.660  556x10¯²⁷kg

　　二、爱因斯坦质能方程

　　爱因斯坦在狭义相对论中得到物体的质量m与能量E之间存在着普遍的关系：

　　E=mc²

　　式中c为真空中的光速，这个方程叫做爱因斯坦质能方程。根据爱因斯坦质能方程，如果物体的能量增加△E，则它的质量也相应地增加△m；反之，如果物体的能量减少△E，则它的质量也相应地减少△m，它们之间的关系是

　　△E=△mc²

　　当核子结合成原子核时，会放出能量(结合能)。因此原子核的质量比组成它的所有核子的质量之和略小一些，两者的质量之差叫做质量亏损。

　　例如氨核 由2个质子和2个中子组成，每个质子的质量mᵨ=1.007  277  u，每个中子的质量

　　mn=1.008  665  u，氦核的质量mₐ=4.001  509  u。因此，质量亏损

　　△m=2mᵨ+2mn-mₐ

　　=(2×1.007 277+2×1.008 665-4.001 509)u

　　=0.030 375 u

　　l u可释放931 MeV的能量。

　　所以，氦核的结合能

　　△E=△mc²=0.030 375×931MeV

　　=28.3MeV