要解釋這個問題，可以利用原子核的比結合能曲線：
結合能指的是自由的質子和中子結合形成原子核時放出的能量，而比結合能指的是原子核中每個核子的平均結合能，比結合能越大，原子核越穩定。所以，比結合能小的輕核傾向於透過聚變產生比結合能更大的重核，比結合能小的重核傾向於透過裂變產生比結合能更大的輕核。鐵56是比結合能最大的核素，因而也往往是裂變和聚變反應的終點。
那麼，為什麼比結合能曲線呈現這種先增後降的趨勢呢？半經典地看，結合能由三部分構成，一是核子之間的湯川勢（核力相互作用能），二是帶正電的質子間的庫倫能，三是核子由於不確定性原理具有的動能。核力是短程吸引力，因此湯川勢對比結合能的貢獻正比於每個核子的平均近鄰數，在質量數較小時，這項隨質量數的增大而迅速增加，但當質量數較大時，這項趨於保持不變。
庫倫力是長程排斥力，對比結合能的貢獻為負。具體而言，庫倫排斥能正比於原子核電荷數的平方，反比於原子核的半徑。於此同時，由於泡利不相容原理，對一定質量數的原子核，質子數和中子數接近，才能使總動能較小，原子核才不至於分崩離析。這兩個效應共同決定了庫倫能對比結合能的貢獻近似正比於質量數的2/3次方。因此，儘管兩個核子之間的核力比庫倫力強100多倍，在質量數足夠大的時候，庫倫力的影響還是佔了上風，使得比結合能逐漸降低。
正是這種核力和庫侖力的較量，使得比結合能曲線呈現先迅速增加，再緩慢下降的趨勢，而鐵56恰好位於曲線的最高點，從而獲得了獨特的穩定性。
回答：樂在心中
編輯：yrLewis
