原则上,当质子与中子被束缚在原子核中时,它们的质量比可能会有所不同。如果每个核键“消耗”相同比例的核子(质子和中子),那么只有当每个核子上的键数相同时,才能达到相同的比例,例如,氘原子中的键数为一比一- pN。
中子是结合粒子,只有它们才能结合质子。每个中子可以绑定更多的质子,例如氦- 3,一个中子绑定两个质子PNP,三个核子的两个核键也是这样;中子有两个交叉点,而每个质子只有一个交叉点。当每一个核子与另一个核子融合,或每一个核子相互渗透时,交点上的核子的一部分必须离开。这些部分构成了合成核子的大量缺陷。然而,这些部分不能再作为物质的一部分存在,因此在已知的携带能量的其他物理状态中改变。因此,有一种通俗的说法,即质量缺陷在能量上发生变化。在核聚变过程中,这些被切割的核子为更大的结合区域提供了空间,因此,为了不只是通过一个点连接,就产生了附着区域。在氘中,质子和中子都只有一个交集,这意味着质量比保持不变,因为质子和中子的相同部分消失了,质子和中子一起消失了。然而,对于氦- 3和其他原子核来说,就不是这样了。
氦- 4原子的原子核包含两个质子和两个中子,这使得每个质子被束缚两次,一次与一个中子结合,另一次也与第二个中子结合。因此,每个质子被切断了两次相互穿透,为更大的连接区域创造了空间,因此,这些质子被切断部分的比例是氘的两倍。根据《物理学中粒子起源问题的解答》一书的相关图表,每个中子都有两个交叉点被切断,为与质子的化学键腾出空间,甚至第三个交叉点也被切断,因为是中子与中子的化学键。因此,氦- 4原子中质子质量和中子质量之间的质量速率与氘原子以及自由原子的质量速率必然不同。