Inti atom adalah inti pusatnya, yang terdiri dari satu atau lebih proton dan, dengan pengecualian hanya bentuk hidrogen yang paling ringan, juga neutron. Tidak ada muatan pada neutron, namun ada sesuatu yang mencegahnya keluar dari nukleus. Selain itu, setiap proton di dalam inti bermuatan positif; mereka harus saling tolak, mengosongkan nukleus — beberapa energi juga mencegahnya. Menurut definisi, energi yang menjaga semua partikel ini di dalam nukleus adalah “energi ikat nuklir”. Sejak Einstein menemukan hubungan matematis yang menyamakan materi dengan energi — E = mc2, di mana E adalah energi, m adalah massa dan c adalah kecepatan cahaya — energi ikat nuklir dapat dihitung dengan relatif mudah.
Massa di dalam nukleus berasal dari dua sumber. Salah satunya adalah massa yang akan dikandung setiap partikel jika diisolasi, bebas dari muatan atau interaksi gravitasi. Sumber massa kedua adalah peningkatan yang secara langsung disebabkan oleh energi ikat nuklir. Kedua sumber ini menghasilkan persamaan m(t) = m(fp) + m(nbf), di mana “t” berarti total, “fp” berarti partikel bebas dan “nbf” berarti gaya ikat inti. Karena tidak ada yang namanya energi negatif, massa yang terkait dengan energi ikat nuklir harus positif dan energi inti total, lebih besar dari jumlah neutron dan protonnya.
Dengan memasukkan bentuk massa ini ke dalam persamaan awal, energi total sebuah inti adalah E(t) = m(t)c2. Memperluas persamaan ini secara penuh menghasilkan E(t) = (m(fp) + m(nbf))c2. Mengalikan ini menghasilkan E(t) = m(fp)c2 + m(nbf)c2. Sekarang, jika energi yang disebabkan oleh partikel individu yang terisolasi dikurangi, persamaan tersebut direduksi menjadi E(t) – E(fp) = E = m(nbf)c2, di mana E adalah peningkatan energi di atas energi partikel bebas — energi ikat nuklir.
Fisi nuklir, atau pemecahan inti atom untuk menghasilkan atom yang lebih kecil, yang masing-masing memiliki energi ikatnya sendiri, sangat penting untuk desain dan pengoperasian pembangkit listrik. Energi ikat atom yang dihasilkan, dikurangi dari energi ikat atom awal, memberikan hasil bersih yang diterapkan secara konstruktif atau destruktif. Penggunaan konstruktif energi nuklir ini mencakup produksi listrik, yang mengukur hampir seperlima dari semua daya listrik di Amerika Serikat dan lebih dari tiga perempat daya yang digunakan di Prancis.