核反应过程分为核裂变和核聚变，两者是有本质区别的。核裂变又称为核分裂，是由一个质量较大的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子并同时放出巨大能量的过程。核聚变是由两个质量较小的原子核在巨大的温度和压力条件下使得核外电子摆脱原子核的束缚，使两个原子核得以合并聚合在一起形成新的原子核的过程。
核裂变需要的外力加持较小，有些核裂变还是自发过程，不需要外力加持，比如不稳定的放射性重铀235会自己发生裂变释放出中子。众所周知，原子是由原子核和核外电子构成的，电子绕核做规则运动，原子核内含有带正电荷的质子和不带电荷的中子，不稳定元素铀会自发释放出中子，使得这些中子得以自由无规则运动而撞击邻近的原子核，邻近原子核由于受到中子撞击也会变得不稳定从而释放出更多的中子，这些因受到撞击而被释放出的中子又去撞击和它们邻近的原子核，一撞二，二撞四，四撞八，以此类推从而形成链式反应。世界上的核武器和核电站的核反应堆就是按照这个原理建造的，但是是在受控的缓慢的模式下进行反应。
核裂变会释放能量是因为质量-能量的储存方式存在规律性，从最重的元素一直到铁元素，能量储存效率是连续变化的，一般说来，较重元素储存能量较大，较轻元素储存能量较小，因此，重核元素裂变成较轻元素时自然而然会放出巨大能量。
相反的，核聚变又称为核融合，是由较轻质量的元素聚合成质量较大的元素，核聚变几乎不可能在自发条件下形成，需要在极大的外力加持下，超高温度和压力或者高密度条件下才能产生聚变过程。
核聚变过程释放出的能量比裂变大得多，这是因为核聚变会产生质量亏损，而亏损的那部分质量就会转变成巨大的能量释放。比如说，目前我们的太阳大致是由百分之八十的氢元素和百分之二十的氦元素构成，太阳已经活了五十万亿年，在这个漫长的生命过程中，氢元素在不断地发生核聚变反应形成化学性质非常稳定的惰性氦元素，同时释放巨大光和热辐射到九大行星（目前已被称为八大行星）照亮地球。当两个氢原子聚合成一个氦原子后，质量发生了亏损，氦原子的质量要小于合成前两个氢原子的总质量，氢原子质量减去氦原子质量的质量差就转变成能量的方式释放出来。
由于核聚变的原料是氢元素，而聚变后产生的是稳定核氦元素，所以是全程无污染的过程，这对环境保护来说绝对是非常有利的，但是核聚变目前还很难达到可控性，科学家正在努力研究如何将这种巨大的能量实现可控性，从而开发出这种宝藏能源来维持地球上即将过度消耗的石油天燃气的能源消耗。等到未来的某一天，我们将拥有取之不尽用之不竭的最干净的能源。
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