برای جدا کردن نوکلئون های یک هسته، انرژی لازم است. انرژی لازم برای این منظور، انرژی بستگی هسته ای نامیده می شود.
مطابق رابطهٔ معروف اینشتین E = mc2 اگر کاستی جرم هسته را در c2 ضرب کنیم انرژی بستگی هسته بدست می آید.
با وجود اینکه کاستی جرم هسته ناچیز است اما ضرب آن در c2 عدد قابل ملاحظه ای خواهد شد.
E = mc2
انرژى نوکلئون هاى وابسته به هسته نیز مانند انرژى الکترون هاى وابسته به اتم، کوانتیده اند و نوکلئون های درون هسته نمى توانند هر انرژى دلخواهى را اختیار کنند. همچنین، همان طور که الکترون هاى اتم مى توانند با جذب انرژى از تراز پایه به تراز برانگیخته بروند، نوکلئون ها نیز مى توانند با جذب انرژى به ترازهاى انرژى بالاتر بروند و در نتیجه هسته برانگیخته شود. هستهٔ برانگیخته با گسیل فوتون به تراز پایه بر می گردد. انرژى فوتون گسیل شده، با اختلاف انرژى بین تراز برانگیخته و تراز پایه برابر است.
هستهٔ برانگیخته را با گذاشتن ستاره روى نماد مشخص می شود.
هسته ها در واکنش هاى شیمیایى برانگیخته نمى شوند. زیرا ترازهای انرژی نوکلئونها در حدود کیلو الکترون ولت تا مگا الکترون ولت است در صورتیکه تراز انرژی الکترونها در محدوده الکترون ولت است.
