下麵我們要以淺顯的語言，揭開蒙在原子核上的一層神秘的麵紗：為什麼小小的原子核中能蘊藏巨大能量，這個能量是如何釋放的。
一、質量消失了
我們知道，煤燃燒可以放出能量。這是一個化學反應，在反應前後，參加反應的原子碳、氫、氧的原子都沒有變化，燃燒釋放的是化學能。
而原子能則不然，原子核衰變時，從一個核變成另一個核，甚至在鈾核裂變時，一個核會變成兩個核，甚至3個、4個核，這些核的名稱、性質都完全不同，而且反應前後的核比原來的核結合得更緊密，核反應後總質量比反應前小，那麼消失的那部分質量哪兒去了？
以世界上第一個在加速器上實現的核反應為例，我們可以算一下核反應前後，質量減少了多少。
加速器將質子能量加到0.5百萬電子伏特，去打鋰7，生成兩個α粒子。
表麵看來，反應前後核子數沒有變化，反應前後都是四個質子加四個中子：反應前——一個質子，一個鋰核：3個質子，4個中子，總共4個中子，4個質子。反應後——兩個α粒子，一個α粒子是2個中子，2個質子，總共也是4個中子，4個質子。但是查一下表格，每個核的質量都不是整數，有微小的差別。
質子：1.007825單位質量鋰7：7.016004單位質量α粒子：4.002603單位質量把反應前後的質量相減，總共虧損了0.018623單位的質量。
二、質量變成了能量
愛因斯坦揮動了魔法棒——質量轉變成了能量。愛因斯坦的質能公式愛因斯坦的質能公式告訴我們，在反應中損失的質量將以能量的形式釋放出來，大小為質量的虧損乘以光速的平方。這就是原子能。在核反應中，質量虧損與核本身的質量相比較，雖然並不大，但是與光速平方相乘，就顯得相當大了。
我們繼續將上一節質子打鋰7反應的例子算下去：這個反應共虧損了0.018623單位質量的能量，再乘以光速的平方，就是質量虧損變成的能量。這個能量是17.34百萬電子伏特，加上質子原有的0.5百萬電子伏特，反應總共放出的能量是17.84百萬電子伏特。
愛因斯坦的公式也適用於煤燃燒的化學反應。但是由於化學反應裏，盡管煤燒成了灰，但是，參加反應的所有原子在反應前後都沒有發生變化，虧損的質量幾乎為0，所以釋放出來的能量非常有限。1克鈾在完全衰變的情況下，會釋放200萬卡的熱量，比燃燒1克煤釋放的熱量4卡多一點，要大36萬倍。原子能作為新能源的前景是如此激動人心，人們加速了研究的步伐。
三、鈾的自發裂變
雖然1克鈾能放出比1克煤多36萬倍的能量，但是，僅僅依靠鈾的自發裂變，1克鈾235要7億年才能衰減一半，這實在太久了！這樣的效率是不能作為能源的。顯然，我們不能坐等原子核自行衰變，而是應該學會去打碎它！
可是科學家幹預放射性衰變的一切努力都無濟於事，直到1919年，英國科學家盧瑟福第一次打碎了原子核。當他用α粒子轟擊原子核時，立刻有大量的能量放出來。遺憾的是，α粒子轟擊原子核的命中率實在太低，以致轟擊所花費的能量倒比得到的能量多，這樣的方法顯然是無法利用的。為此，要做更多的實驗，找尋恰當的轟擊粒子和原子核。當然，天然的能裂變的原子核非常少，鈾235是一個，所以原子核用鈾235是合適的，轟擊粒子能不能不用α粒子？1932年中子發現了。中子是比α粒子更合適的轟擊粒子，中子不帶電，不受帶正電的核和核外帶負電的電子的影響，更容易擊中原子核。更妙的是中子轟擊鈾核，除了使鈾核裂成兩塊差不多質量的核外，還放出2—3個中子。這樣，轟擊粒子不需要外界供給，隻要鈾核的數量足夠多，使鈾核裂變的反應就可以繼續進行下去。
那麼，鈾核裂變為什麼會放出那麼多能量呢？四、結合能曲線
我們將所有的原子核組成時放出的能量（結合能）與原子核的大小畫成一條曲線，這就是結合能曲線。
原子核的結合能有大有小，結合能越大核越穩定，鐵核的結合能最大，而比它輕的和比它重的核結合能都比它小。曲線中前麵幾個輕核，結合能不穩定的忽上忽下，總的趨勢是上升的，到鐵核為止，以後，隨著核越來越重，結合能逐漸變小。因此，將重核打碎變成中等核，或者將輕核聚合成較重的核都可以放出能量。前者叫裂變，後者叫聚變。
五、一個公式和一條曲線引發的能源史的革命