科学家们发现，由质子、中子结合成原子核时，总质量减少现象便是质子，中子中部分质量转化为“结合能”引起的。这些消失的质量称为“质量亏损”，将质量亏损除以质量数，就得单个核子的质量亏损，即所谓“敛集率”。在元素八卦图中，敛集率从氢开始迅速增加，直到铁附近达到最高值，然后缓慢下降。这意味着元素八卦图中内、外层元素转变成中层元素时应释出能量，反之中层元素转变成内、外层元素要吸收能量。原子弹爆炸是外层元素向中层转化，氢弹爆炸是内层元素向中层转化。
目前用于测定原子量的标准是 碳-12。碳-12 的质量数被定义为 12.0000 ，而其他所有质量数的测定都是相对于该质量数的。原子量是组成某特定元素的各种同位素的质量数的平均值，因此，也应以 碳-12 作为测定标准。
碳-12 的核中包含了 12 个粒子：6 个质子和6 个中子。如果这 12 个粒子构成的总质量 12.0000，那么，每个粒子的平均质量应为 1.0000。现代的质谱仪，能够根据单个质子在强度值已知的磁场中的弯曲轨迹测出其质量。然而，质谱仪显示的质子质量不是 1.0000，而是 1.00734。
中子是不带电荷的，因此经过磁场时不会发生偏转，但它的质量可以通过其他方法得到。1934年，查德威克测出了使 H-2 核分成质子和中子所需能量的精确值。H-2 核的质量是已知的。那么，从 H-2 核的质量中减去质子的质量，再加上使核分裂消耗的能量的质量（根据爱因斯坦的质能方程计算出来），所得的就是中子的质量。
结果显示中子的质量为 1.00867。换句话说，质子与中子的质量并不是完全相等的。中子质量比质子质量大，其差值大约为质子质量的 1/700（我们在后面将会看到，这一点是很重要的）。
假如我们设想取出 6 个质子和 6 个中子，并把它们看作单独的粒子，那么，把它们各自的质量加在一起所得的总质量为 12.096。然而，如果我们将全部 6 个质子和 6 个中子捏在一起紧紧地压进 碳-12 核中，我们得到的总质量为 12.0000。
碳-12 核的质量比组成 碳-12 核的各单个粒子的质量总和小了 0.096。1927年，阿斯顿用他的质谱仪进行了许多研究，发现所有原子核的质量都略小于组成这些核的各单个粒子的质量总和。阿斯顿把这种现象称为 质量亏损 。
那么 碳-12 核的质量亏损与其总质量之比的分数值是多少呢？该分数值等于 0.096 除以 12 ，即 0.008。为了避免在研究工作中使用这种很小的小数值，科学家们将它乘以 10000，所得值等于 80。这就是 碳-12 的敛集率。
