Дефект масс объясняет стабильность некоторых изотопов через характеристику энергии связи атомного ядра. 1

Дефект масс — это разность между суммарной массой всех нуклонов ядра в свободном состоянии и массой ядра. 1 Когда протоны и нейтроны вместе образуют ядро, они теряют небольшое количество массы. 3 Эта потерянная масса преобразуется в энергию в соответствии с уравнением Эйнштейна (E = mc²). 3

Чем больше удельная энергия связи, то есть энергия связи, приходящаяся на один нуклон, тем стабильнее оказывается ядро изотопа. 1 Как правило, лёгкие ядра обладают достаточно малой удельной энергией связи (за исключением гелия два-четыре). 1 К середине таблицы Менделеева энергия связи достигает своего максимального значения, а к концу — вновь начинает убывать. 1 Поэтому наиболее устойчивы ядра со средними значениями массовых чисел. 1

Также замечено, что повышенной стабильностью обладают ядра, содержащие 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 протонов или нейтронов (все числа чётные). 2 Указанные величины получили название магических чисел, а ядра, состав которых описывают магические числа, называют магическими ядрами, например ядра гелия, кислорода, олова и свинца. 2