Ad esempio il nucleo di un atomo dell’elemento elio (He, Z = 2) è costituito da due protoni e due neutroni. Sapendo che un protone ha la massa di 1,0073 dalton ed un neutrone la massa di 1,0087 dalton, la massa del nucleo di elio dovrebbe essere di 4,0320 dalton. Misure molto precise hanno stabilito, invece, che un nucleo di elio pesa solamente 4,0015 dalton e cioè meno di quanto dovrebbe pesare. Questa differenza di masse è definita difetto di massa.

Risulta allora che quando più nucleoni si uniscono per formare un nucleo si ha una diminuzione della massa. Dato che la massa è la misura della quantità di materia, una diminuzione della massa significa che una parte di materia «sparisce», e per la legge formulata dal tedesco A. Einstein E = mc² (c è la velocità della luce nel vuoto) significa che «scompare» una corrispondente quantità di energia.

Quindi ad una perdita di massa corrisponde una perdita di energia da parte del sistema, che la riversa all’esterno. Ma qual è il processo coinvolto?

Quando a partire da nucleoni isolati si forma un nucleo, diminuisce la massa (cioè si perde della massa nel processo), ciò, dalle considerazioni fatte, equivale a dire che si perde della energia. Un nucleo quindi è più leggero dei suoi costituenti isolati ed ha un contenuto energetico inferiore a quello della somma dei contenuti energetici dei suoi costituenti isolati.

Questo minore contenuto energetico rende il nucleo più stabile dei suoi componenti isolati. Questa piccola diminuzione di massa, moltiplicata per l’altissimo valore della velocità della luce ci può dare una idea di quanta energia si può liberare dalla trasformazione della materia in energia.

Appare abbastanza logico considerare questa energia ‘liberata’ come l’energia di legame fra nucleoni. Si può dunque col calcolo valutare l’energia media di legame per nucleone (e_l) dividendo l’energia di legame (E_l) per il numero di nucleoni A