核燃料是怎麼燃燒的

我核燃料的“燃燒”不同於化學燃料的燃燒，不會在反應爐內產生火焰。核能來自位於原子內深層的原子核，原子核雖然在體積上只佔原子的極小部分（半徑為原子的10-4～10-5），但卻集中了幾乎全部原子的質量。根據Einstein質量與能量的當量關係：

E=mc2

（式中c是光速3×108 m/s），可見原子核中蘊藏著巨大的能量。即：對於質量m的能量是等於該質量乘以光的巨大速率的平方，因此每一單位質量都有巨大數量的能量。同等質量的物質發生核反應放出的能量要比發生化學反應放出的能量大數百萬倍。例如一公斤鈾燃燒（裂變）放出的能量（～2.1010千卡）相當於250萬公斤煤燃燒所放出的能量，而一公斤氘燃燒（聚變）放出的能量相當於750萬公斤煤燃燒放出的能量。

原子核由中子和質子組成（最輕的氫原子核由一箇中子和一個質子組成，自然界中最重的鈾原子核由146箇中子和92個質子組成）。但是任何一個原子核的質量總 是小於組成該核的全部中子和質子的質量的和。這一質量之差稱為原子核的結合能。結合能是原子核結合緊密程度的度量，結合能越大（生成該核時釋放出的能量越大）原子核結合越緊密。

當平均結合能較小的原子核轉化成平均結合能較大的原子核時，就可釋放核能。中等質量核素的平均結合能最大，而輕或重核素的平均結合能較校輕核素尤其突出。

因此，核燃料的“燃燒”實際上是把輕核素聚合成較重的核素（例如把氫聚合成氦）或把重核素分裂成較輕的核素（例如把鈾分裂成鉬和錫）時，伴隨著釋放能量的過程。