能源不僅廣泛應用於工業、農業、交通和通信等領域，也滲透到人們日常生活的各個方面，是人類須臾不可缺少的東西。當前，人類使用的能源主要有化學燃料、裂變核能、太陽能、風能和水能，以及地熱能等。這些能源在使用過程中都存在一些弊端，如汙染環境、資源枯竭、利用率低、受地域限制大等，難以長期滿足人們日益增長的能源需求。作為一種既清潔安全，又取之不盡、用之不竭的理想能源，聚變核能開始進入人們的視野。
地球上的絕大部分物質是由分子組成的 ，如水是由H2O分子組成的。但也有一部分物質是由原子構成的 ，如石墨是由碳原子構成的。但分子在化學反應中會破裂成原子，如1個水分子可用電解法或其他方法再分解為2個氫原子和1個氧原子。而原子是化學反應中不可再分解的最小微粒。
原子雖然用化學方法不能再分解，但從物理學的角度仍然可以再分解。隨著1897年英國物理學家湯姆遜發現電子、1918年盧瑟福發現質子、1932年查德威克發現中子的認識，原子的真實面目被全部揭開。原子是由帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成，其直徑的數量級大約是10-10米。原子核居於原子的中心位置，其直徑是原子的十萬分之一，它由質子和中子（統稱為核子）構成，核子之間存在一種很強的作用力，叫作「核力」。它是一種短程吸引力，只在原子核直徑的很小範圍內起作用，比電磁力要大130倍，在原子核外，則會迅速降到0。質子和中子質量相當，但質子帶正電，中子不帶電。與質子帶有相同大小負電荷的電子，質量很小，只有質子的千分之一，在庫侖力的作用下，電子在核外較大空間內作高速運動。
同種元素的原子帶有相同數量的質子，而對於某種特定的元素，中子數可以不同。我們把具有相同質子數、不同中子數的原子稱為同位素，它們在元素周期表中所處的位置相同，就像坐在一張椅子上的「孿生兄弟」，儘管體重不同，但模樣和所處的位置一樣。例如，在自然界中，鈾就有鈾-234、鈾-235和鈾-238三個同位素。大多數同位素的原子核都是不穩定的，會自發地放出電磁輻射或粒子，而轉變成另一種原子核，或過渡到另一種狀態。
原子彈和當前核能發電是最為常見的核裂變應用形式。那麼核裂變又是什麼呢?
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