核反应堆燃料钍为什么比铀合适，这背后隐藏着哪些物理原理

当你把较重的原子分裂成两个较轻的原子时，会释放出大量的能量。例如，铀的一种同位素铀-235是很好的裂变材料，当它受到中子的撞击时，它会分裂成三个中子和两个较轻的粒子：钡-141和氪-92。然后这些中子又可以去撞击其它铀-235，继续发生着核反应。通过这种方式，它可以形成连续的链式反应，产生越来越多的能量。

这种能量是从哪里来的？如果我们考虑铀-235和入射中子的质量之和，我们会得到236.053个原子质量单位。然后我们把反应后的产物的质量加起来，只会得到235.867个原子质量单位，前后相差了0.186个原子质量单位。根据爱因斯坦质能方程，前后质量之差转化为了1.73亿电子伏特的能量。

打破原子核键所需要的能量越多，原子的结合能就越高，具有较高结合能的原子比具有较低结合能的原子更稳定。从低结合能到高结合能就释放了能量，它是原子核分裂过程中释放的结合能之差。铀的结合能比氪和钡的结合能还低，当铀分裂时，系统的整体结合能增加，这意味着钡和氪处于更稳定、更低能量的状态。