Ядролық физикада, бірліктердің халықаралық жүйесімен (SI) қоса, арнайы бірліктер де қолданылады. Оларға ұзындық, масса және энергия бірліктері жатады.
1. Ядролық физикада ұзындық бірлігі ретінде фемтометр(фм) алынады:1 фм =10-15 м. Бұл бірлік Италья физигі Э. Фермидің құрметіне ферми деп те аталған.
2. Атомдар, ядролар және элементар бөлшектер үшін массаның бірлігі ретінде массаның атомдық бірлігі (м. а. б.) қолданылады: 1 м.а.б. = 1,66*10-27 кг.
3. Атом физикасында энергияның бірлігі ретінде электрон-вольт (эВ) алынады.
1905 ж. А. Эйнштейн массасы m бөліктің және оның Ео тыныштық энергиясының арасында тура пропорционалдық байланыс барын ашты:
E0 = mc2
Эйнштейн қатынасы деп аталатын бқл өрнектен мынадай қорытынды туады: егер белгілі бір жүйенің тыныштық энергиясы ΔЕ шамасына өзгерсе, онда оның массасы да Δm=ΔЕ0/с2 шамасына өзгереді. Бұл өрнекті мына түрде де жаза аламыз:
ΔЕо=Δmc2
1 м.а.б. = 931,5 МэВ
Масса ақауы, масса дефектісі – атом ядросын құраушы нуклондар (нейтрондар мен протондар) массаларының қосындысы мен ядро массасының (М) арасындағы айырым ():=ZMp+(A––Z)Mn–M, мұндағы Z – ядродағы протондардың саны, А – ядроның массалық саны, Мр мен Мn – протон мен нейтронның массалары. Масса ақауы массаның атомдық бірлігімен өрнектеледі және ол ядродағы нуклондардың байланыс энергиясына тең (кері таңбамен алынған). Масса ақауы неғұрлым үлкен болса, солғұрлым байланыс энергиясы жоғары және ядро орнықты болады.
Масса тұрақтылық заңы, масса сақталу заңы – реакцияға қатысқан заттардың (реагенттердің) массаларының қосындысы реакция нәтижесінде түзілген заттардың (өнімдердің) массаларының қосындысына тең. 1774 – 89 ж. француз химигі Антуан Лавуазье, өзі жасаған күрделі тәжірибелерге сүйене отырып, тұжырымдаған. Мысалы, 32 г оттек пен 4 г сутекқосылғанда 36 г су түзіледі; 2Н2+О2 =2Н2О. Мұндағыреакцияғатүскенреагенттердіңжалпымассасы (36 г) реакция нәтижесіндетүзілгенөнімніңмассасына (36 г) тең.
Ядролардың массаларын масса – спектографтар көмегімен жүргізілген дәл
өлшеулер кез кенлген ядроның массасы оны құрайтын нуклондар массаларының
қосындысынан кем екекнін көрсетеді:
М я〈 Zm p + Nmn)
Ядроның ∆Eб – байланыс энергиясы деп оны құрамдас нуклондарға бөлу үшін
қажетті энергияның ең аз мөлшерін айтады. Энергияның сақталу заңына сәйкес
нуклондардан ядро түзілгенде ядроның байланыс энергиясына тең энергия бөлініп
шығуы тиіс. Ядроның байланыс энергиясы еркін протондар мен нейтрондардың толық
эергиясы нмен ядроның толық энергиясының айырымына тең:
∆Еб = Zm p c 2 + Nmn c 2 − M э с 2 = ∆mc 2 , ∆m = Zm p + Nmn − M я мұндағы ∆m масса ақауы деп аталады.
Ядроның байланыс энергиясының ядродағы нуклондар санына қатынасымен
анықталатын шаманы ядроның меншікті байланыс энергиясы деп атайды:
