比結合能——高中物理學習中較難搞懂的一個概念，它同時也是重核裂變和輕核聚變之所以釋放出能量的關鍵概念，多數高中生學過以後都不理解。
我們知道原子核在重核裂變和輕核聚變的過程中，都會有質量虧損，根據愛因斯坦的質能方程，如果有質量虧損，那麼它就會以能量的形式釋放出來。而且，這種釋放出來的能量還是巨大的，雖然說虧損的質量並不是多大，但是，由於拿質量乘以光速的平方，其所釋放的能量就不可小覷了。
原子核裂變，也就是重核裂變，現在的主要利用，一個是在武器上的原子彈，另外一個就是現在被廣泛使用的核能發電。重核裂變的核反應堆在現有技術條件下是可控的，為人類大量使用清潔能源提供了一種可能。雖然說核廢料的處理，具有一定的麻煩，但是與煤、石油等能源相比起來，其還是較為清潔的能源形式。
同等質量的核反應條件下，輕核聚變所釋放出的能量比重核裂變釋放出的能量還要多，而且輕核聚變所釋放出的能量更清潔，不會對環境造成汙染。但是由於輕核聚變需要很高的溫度，也就是我們所說的熱核反應，在現有科學技術的條件下由於其不可控，人類還不能收集利用其反應的能量。
為什麼重核裂變和輕核聚變都能釋放出能量呢？在前文中我們提到，因為這兩種核反應過程中都有質量虧損，而要了解其質量虧損，其重要的一個概念就是「比結合能」。
比結合能的概念在高中物理課本中已經有所闡述，但是同學們很難理解，在此我們來做一個嘗試，看大家能否搞懂什麼叫比結合能。（平均結合能）
其實在高中物理課本中，有一道例題，就講解了比結合能。原子核是由質子和中子組成，質子和中子統稱為核子，假設單個核子的質量為m，氦原子核是由兩個質子和兩個中子組成，也就是說組成氦原子核有4個核子，當4個核子組成氦原子核時，它的總質量並不等於4倍的m，它要比4倍的m要小。我們把4m減去有4個核子組成的氦原子核的質量，這就是4個孤立的核子在結合成氦原子核時所產生的質量虧損。
這個質量虧損乘以c（光速）的平方，也就是利用愛因斯坦的質能方程算出來的能量，就是氦原子核的結合能。
由此可見，組成原子核的核子數，也就是質子和中子的總和數越多，其原子核的結合能越大。所以說，結合能本身並沒有太大的意義，而比結合能是更有意義的一個概念。
比結合能是某個原子核的結合能與組成該原子核的核子數的比值。比如說在剛才組成氦原子核的問題中，我們拿4倍的m減去氦原子核的質量，算出來的質量虧損所釋放的能量，來除以組成氦原子核的4個核子數，所得到的就是氦原子核的比結合能。
由這個定義可以看出來，比結合能越大，說明當初在孤立的核子（質子和中子），構成該原子核是其質量虧損就越多。也可以理解為，比結合能越大，說明組成該原子核的平均每個核子的質量就越小。
由此可見，我們如果想讓在核反應中釋放出能量，也就是說有質量虧損，就必須讓比結合能較小的原子核變成比結合能較大的原子核。
從上圖中可以發現，做到這一點，就是讓質量數較大的核反應後變成中等質量數的原子核（重核裂變），或者是讓質量數較小的反應後變成中等質量數的原子核（輕核聚變），整體來講，就是把比結合能較小的原子核反應後成為比結合能較大的原子核。
你弄懂了麼？