在核反应过程中，原子核结构发生变化释放出的能量，又称核能，20世纪30年代末，科学家发现，用中子轰击铀原子核，一个入射中子能使一个铀核分裂成两块具有中等质量数的碎片，同时释放大量能量和两三个中子；这两三个中子又能引起其他铀核分裂，产生更多的中子，分裂更多的铀核．这样形成的自持链式反应，可在瞬间把铀核全部分裂，释放出巨额能量．铀235可以被任何能量的中子特别是运动速度最慢的热中子分裂．铀238只能被运动速度很快的快中子分裂，对慢中子和热中子则只俘获不分裂．通常所说的核裂变，主要指铀235核分裂．一个铀235核分裂释放的核裂变能为2亿电子伏特．这是原子核结构发生变化的一种方式，叫裂变反应．另外一种方式叫聚变反应．如一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核释放出的核聚变能为1760万电子伏特．以相同质量的反应物的释能大小作比较，核裂变能和核聚变能分别是化学能的250万倍和1000万倍，1千克铀235相当于2500吨煤，1千克氘和氚相当于1万吨煤．