結合エネルギーによって質量が増減するのは、原子核だけに限らず化学反応等でも生じる。さらには結合エネルギーに限った話ではなく、あらゆるエネルギーの生成や消費に伴い質量は増減する。しかしながら原子核の場合には全体の質量に対する増減の割合が大きいために特に重要とされる。
定義.
である。
質量欠損の起源.
原子核の結合エネルギーを液滴模型の考えかたを用い、実験的に求めた質量を再現するようパラメータを求める半実験式として、ベーテ・ヴァイツゼッカーの質量公式がある。
ハイゼンベルクの谷.
縦方向を陽子数、横方向を中性子数、高さ方向を核子あたりの結合エネルギーの正負を反転したものにとって三次元のグラフにすると、安定同位体に沿って谷状の形状を示す。これをハイゼンベルクの谷と呼んでいる。核図表も参照。
原子核の安定性と質量欠損.
ある原子核が安定であるかどうかということを考える際に、質量欠損を用いて議論することが出来る。
原子核崩壊に対する安定性.
本項では、例としてある原子核がアルファ崩壊に対して安定であるかどうかということを質量欠損を用いて考えてみることとする。
上記の議論は原子力発電や原子爆弾などで利用されている原子核分裂の場合も同様に考えることが出来る。アルファ崩壊の場合には、分裂後の片方の原子核がヘリウム原子核に固定されていたが、原子核分裂では、分裂によって生じる核がそれに限らず、またいくつかの自由な中性子なども同時に生じるという点が異なるだけである。また、ベータ崩壊やベータプラス崩壊、軌道電子捕獲などの他の原子核崩壊の場合にも基本的には同様である。ただし、それらは原子核のほかに電子もかかわる反応であるから、電子の質量分のエネルギーも考慮に入れなければならない。