核裂變
由重原子核，也就是質量非常大的原子核，在元素週期表上排到最後幾位的元素，比如鈾(yóu)、釷(tǔ)和鈈（bù）等，在中子的衝擊下，分裂成多個質量較小的原子的反應，並且這個過程伴隨著巨大能量的釋放，這種反應成為核裂變反應。有可控和不可控之分，比如核電站裡的核反應堆就是可控，廣島上爆炸的原子彈就是不可控。核裂變是一種鏈式反應，當用中子去衝擊鈾-235原子後，鈾-235原子會分裂成2到4箇中子，由於分裂就伴隨著能量釋放，所以分裂出的中子伴隨著這些能量繼續轟擊其他鈾-235原子，從而形成鏈式反應。再發電站的核反應堆中，利用中子棒以及慢化劑來降低中子的速度，從而實現可控的核裂變反應。
核聚變
由較小質量的原子，比如氘，在高溫高壓下，其核外電子拜託原子核的束縛，從而使得兩個原子核能夠碰撞在一起，發生相互聚合作用，生成質量更大的原子核（如氦）。因為中子不帶電，所以也能在這個碰撞過程中脫離出來，電子和中子的釋放會伴隨著巨大能量的釋放。現在人類已經實現不可控核聚變，比如氫彈爆炸，但是可控核聚變還正在努力研究中。
核裂變與核聚變為什麼會產生能量？
這個也許是大家比較關心的問題了。愛因斯坦的質能方程E=mc^2中，E代表能量，m代表質量，c代表光速是一個固定值。這個方程描述質量與能量之間的關係，簡單的可以從這個方程中看出，即便是質量再小的物質（比如原子核）也能釋放巨大的能量，因為光速是一個很大的係數。
不管是核裂變還是核聚變，兩種反應過程中原子核都虧損了質量，這個虧損的質量乘以光速平方就是所釋放的能量。質子和中子以及它們的反物質統稱為核子，是構成原子核的粒子，這些核子之間能夠結合在一起是因為核子之間存在一種強力，這種力比電磁力更強。隨著核子數的增加，核子之間的結合能力也有所變化，這也成為不同元素的穩定性不同的原因。
上圖中可以看到鐵元素的結合力最大，也是最穩定的元素，這也是超新星爆發的根源。在鐵前面的元素稱為輕核，後面的為重核。若干個輕核子（重質量M）聚變成為更重的原子核（質量為m），而M>m,質量虧損造成能量釋放。反過來裂變就需要吸收這麼多能量，就很難實現，所以輕核子很難發生裂變。同樣的道理，重核子發生裂變也會有質量虧損，伴隨能量的釋放，反過來，重核子聚變就需要吸收巨大能量，所以重核子只存在理論上的聚變。
實驗研究表明，核聚變的質量虧損要大於核裂變，所以核聚變所釋放的能量更大，而且核聚變所使用的原料沒有放射性，安全，所以未來核聚變將是一種重要的新能源。
像太陽這樣的恆星，爆發出能量都是核聚變反應，大家知道，一般恆星的質量和體積都非常巨大，在恆星內部，不斷的發生核聚變，最後停留在鐵元素這裡，因為鐵元素不會發生核聚變以及核裂變，而核聚變產生的重元素會沉積在恆星內部，並導致恆星引力坍縮，隨後物質急劇往內部沉積，導致剩餘的輕核子短時間內集中聚變，從而引爆恆星(超新星爆發)，最終走向死亡！
