什么是核结合能？
核结合能是指将一个原子核拆解成单个质子和中子所需的能量。之所以存在这种能量，是因为原子核的实际质量略小于组成它的自由核子质量之和。这部分"消失"的质量——也就是质量亏损（\(\Delta m\)）——按照爱因斯坦的质能关系 \(E = mc^2\) 转化为把原子核束缚在一起的能量。本工具是一款通用的物理计算器，遵循基本物理规律，全球通用，不限国家或地区。
如何使用本计算器
请依次输入质子数（Z）、中子数（N），以及该同位素以原子质量单位（u）表示的实测原子核质量。计算器会先把自由核子的静止质量相加，再减去实际原子核质量得到质量亏损，然后将这部分亏损换算成能量。最终输出总结合能（单位 MeV）以及每核子结合能——后者是衡量原子核稳定性的关键指标。
公式详解
取质子质量 \(m_p = 1.007276\ \text{u}\)、中子质量 \(m_n = 1.008665\ \text{u}\)，质量亏损为
$$\Delta m = \left( \text{Z} \cdot m_p + \text{N} \cdot m_n \right) - m_{\text{原子核}}$$换算常数为 \(1\ \text{u} = 931.494\ \tfrac{\text{MeV}}{c^2}\)，因此
$$E = \Delta m \times 931.494\ \text{MeV}$$再除以核子总数 \(A = \text{Z} + \text{N}\)，即可得到每核子结合能。
实例演算：氦-4
以 ⁴He 为例，\(\text{Z} = 2\)、\(\text{N} = 2\)，原子核质量约为 \(4.001506\ \text{u}\)。自由核子的总质量
$$2 \times (1.007276) + 2 \times (1.008665) = 4.031882\ \text{u}$$质量亏损
$$\Delta m = 4.031882 - 4.001506 = 0.030376\ \text{u}$$结合能
$$E = 0.030376 \times 931.494 \approx 28.3\ \text{MeV}$$相当于每核子约 \(7.1\ \text{MeV}\)——这正解释了氦-4 为何格外稳定。
常见问题
该用原子质量还是原子核质量？ 严格来说，公式应使用裸原子核质量配合质子、中子质量。如果你手头只有原子质量，则应改用氢原子质量和中子质量，这样电子的质量便可相互抵消。
铁-56 为何特别？ 铁-56 位于每核子结合能曲线的峰值附近（约 \(8.8\ \text{MeV}\)），是束缚最紧密、最稳定的原子核之一。
每核子结合能越高意味着什么？ 意味着原子核越稳定，把它拆散（按每个核子计）所需的能量也越多。
