如果我們觀察一個原子，會發現它有三種元素：電子、質子和中子 (好吧，氫沒有中子)。

鈾元素

原子核中的質子數告訴我們原子是什麼元素(氮有7個質子，銀有47個質子)。然後是原子序數和原子質量數告訴我們原子有多少質子加上中子。比如，鈾235有92個質子(因而它是鈾)和143個中子(因為235 - 92 = 143)。而如果兩個原子有相同數量的質子，但不同數量的中子——那麼這些是同位素，像是氫有三種同位素，H氕、D氘和T氚。

如果分裂鈾235，我們會得到氪-92，鋇-141和兩個額外的中子。不過，我們測量原始鈾的質量和之後所有碎片的質量，會發現我們丢失了一些質量。之前的物質質量比之後的大。這些能量并不是真正的損失——它隻是被轉換成其他形式的能量。是的，我們可以認為質量是一種能量。這就是那個著名的方程發揮作用的地方。

愛因斯坦質能方程

在這個表達式中，E是等效能量，m是粒子的質量，c是光速。少量的質量可以給我們提供大量的能量。我們能用從質量變化中得到的能量做什麼？很明顯，我們可以用就這些能量加熱水并産生蒸汽。是的，這通常就是這些反應堆所做的——它們産生蒸汽來帶動渦輪機發電。

上面的例子研究了當我們把東西拆開時質量的變化。當我們把氫和氘(就是氫加上一個額外的中子)結合在一起時，也會發生這種情況。當結合低質量的元素時，産物的質量比初始物質的質量小，這個過程裡，我們也得到了能量。太陽發出的就是是典型的聚變能量，它不斷地将氫的同位素轉化為氦，發射光和熱的光譜。

所以，分裂大原子會産生能量(核裂變)，結合小原子也會産生能量(核聚變)。聚變反應釋放的能量是裂變反應的3-4倍。

太陽的聚變反應

有許多核裂變反應堆實際上提供了有用的能量。但到目前為止，還沒有一個有用的聚變反應堆。

事實證明，核裂變其實并不太難。如果向鈾235發射一個中子，鈾會吸收中子，變成鈾236。然而，這種鈾-236是不穩定的，會分裂成碎片，給我們核裂變。更妙的是，它還能産生額外的中子來分解更多的鈾。當然，我們也可以用钚和钍來做。

但核聚變是非常困難的。我們必須讓兩個帶正電的原子核足夠靠近來讓它們融合。而帶正電的原子相互排斥。這意味着我們必須有超高的原子能才能使這些東西發生核聚變。高能粒子就是問題所在。這就是為什麼核聚變是還是困難的，而裂變相對簡單。

核裂變和核聚變

好了，我們總結一下，裂變和聚變都是核反應。裂變是把一個重的、不穩定的原子核分裂成兩個輕的原子核，而聚變是兩個輕的原子核結合成有着更大質量的原子核，在這兩個過程裡，都釋放了大量能量，而且後者比前者釋放的能量更多。

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