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核裂變是原子物理學中的重要現象。當一個重原子核，比如鈾-235，被中子撞擊時，它會變得不穩定並分裂成較小的原子核。這個過程會釋放出巨大的能量，這正是核電站和核武器的工作原理。
核裂變過程可以分為幾個步驟。首先，一個中子撞擊重原子核，使其變得不穩定。然後原子核分裂成兩個較輕的原子核，稱為裂變產物。同時釋放出幾個自由中子和大量能量。這些釋放出的中子可能會撞擊其他原子核，引發更多的裂變反應。
鏈式反應是核裂變的關鍵特徵。當一個原子核發生裂變時，它會釋放出多個中子。這些中子可以撞擊附近的其他原子核，引發更多的裂變反應。每次裂變都會產生更多的中子，使反應能夠自我維持並快速擴展。這就是核反應堆和核武器的基本原理。
核裂變釋放的能量來自質量的轉換。根據愛因斯坦的著名方程式E等於mc平方，少量的質量可以轉換成巨大的能量。在核裂變過程中，裂變產物的總質量略小於原始原子核的質量，這個質量差異就轉換成了能量。每次鈾-235的裂變大約釋放200兆電子伏特的能量，這比普通化學反應釋放的能量大約百萬倍。
核裂變有許多重要的應用。最主要的是核電站發電，通過控制棒調節鏈式反應的速度，產生的熱能用來加熱水產生蒸汽，驅動渦輪機發電。核裂變也被用於製造核武器，這時鏈式反應是不受控制的。此外，核裂變還用於生產醫學同位素，以及為核動力潛艇和航空母艦提供動力。核裂變技術既帶來了清潔能源，也需要謹慎管理以確保安全。