核裂变与核聚变是在特定条件下原子核发生的反应。核裂变是一个重原子核分裂成几个轻原子核的过程，核聚变是几个轻原子核聚合为质量更重的原子核的过程。

　　1934年，意大利物理学家费米用中子轰击铀原子核，获得了新的放射性元素，费米认为这是比铀更重的“超铀元素”。

　　在柏林的德国物理学家哈恩（O.Hahn，1879－1968）和奥地利女物理学家梅特纳（l.Meitner，1878－1968）对费米的实验十分关注，共同制定了研究方案。1938年秋，为躲避纳粹的迫害，身为犹太人的梅特纳逃亡到瑞典。梅特纳走后不久，哈恩在实验中发现中子轰击铀原子核后并未得到“超铀元素”，而是产生了比铀轻的钡元素及一些“碎片”。哈恩无法解释这一现象，写信告诉了梅特纳。梅特纳认定这是铀原子核发生了分裂，并借用细胞分裂繁殖的概念，将其称为“裂变”。梅特纳认为那些“碎片”是铀原子核裂变时释放出的中子。如果这些新产生的中子轰击其它铀原子核，将引发链式核裂变。由于每一个铀原子核分裂时将释放出相当于200万电子伏特的能量，链式核裂变所产生的能量将十分巨大。

　　1929年，英国哲学家、数学家罗素（B.Russell，1872－1970）推断太阳总体积的60%是氢，太阳的能量来源于氢核的聚变。1938年，流亡在美国的德国物理学家贝特（H.A. Bethe，1906－）和魏扎特（C.F. Weizsäcker，1912－）证明了太阳的能量来源是氢核聚变为氦。根据爱因斯坦的质-能转换公式E=mc2，核聚变所释放的能量是同等重量燃料化学反应所生产能量的100万倍以上。

　　对核裂变与核聚变的认识，引发了人类对核能的开发和利用。这其中既有为人类造福的核反应堆、核电站，也有成为人类噩梦的原子弹和氢弹。