师：上节课我们留了个问题，如果能让原子核改变产生质量亏损，是否就能利用释放出的能量？这节课我们就继续研究这个问题，学习第四章第五节裂变和聚变。上节课我们知道，根据核子平均质量图和比结合能图像，只要质量亏损，用爱因斯坦质能方程ΔE = Δmc2，就能算出对应释放的能量。有科学家想，衰变和人工转变都有往原子序数中间靠拢的变化过程，但这两种方法释放的能量似乎不大，不能满足人类需求。
当时很多科学家研究原子核领域，其中麦特纳和哈恩做实验，本希望创造比U更重的核，结果失败了，却意外发现了核裂变。大家想想，为什么创造比U更重的核会失败呢？回顾下原子核的构成，我们可以把一个质子和一个中子看成组成氢元素的结构。两个质子相遇，由于电磁力同性相斥，就像两个男人遇到一起会互撕。但当它们靠得很近时，又会因核力变得亲密，像糖一样粘在一起。这距离很微妙，稍大时库仑力让它们排斥，近一点核力又让它们融合，到底是分裂还是融合呢？这时就需要“大妈”中子来调停，维持稳定状态。
对于原子核而言，质子数和中子数相等时，它们能和谐相处。但原子核越大，核子间距离越大，核力减小，就需要更多中子维持秩序。所以重核包含的中子数比质子数多，而且原子核越大越不稳定。即便用中子轰击，也难以维持稳定。1938年年底，德国物理学家哈恩和助手用中子轰击铀核，实验中生成物没有更重的核，反而有原子序数为56的元素。奥地利物理学家麦特纳和福里斯对此解释，认为铀核被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块。福里斯借用细胞分裂的生物学名词，将这类核反应定名为原子核的裂变，这就是重核裂变的情况。
U235受到中子轰击，处于不稳定状态，迅速分裂成碎片，这一过程就是核裂变。核裂变有多种形式，产物也可能不同。主要介绍铀235被中子轰击后产生钡、氪和三个中子的情况，当然还有其他生成情况。不管哪种生成情况，通式都满足：一个原子核X被一个中子轰击后，分裂成两个新核Y和e，同时伴随着k个中子发射出来。从核子平均质量图像结合核裂变可知，重核分裂成两个质量相近的新核，过程中出现质量亏损，伴随着能量释放，这就是我们想要的核能。
有同学可能觉得原子核分裂产生的能量微小。其实原子核有特殊技能，裂变时放出的中子数目有多有少，速度有快有慢。以铀235为例，裂变会产生两到三个中子。如果这些中子继续与其他铀核作用，就会像多米诺效应一样连续发生核裂变，这种一代接一代的反应过程叫核裂变的链式反应。从图中能清晰看到，简化模型就是一个中子击中铀235，分裂出的中子继续轰击其他铀235，形成链式反应。这种链式反应能在短时间内放出极大能量，1千克铀全部裂变放出的能量相当于2800吨优质煤完全燃烧释放的能量。
这里思考两个问题：重核裂变是天然现象吗？只要用中子轰击铀块就能产生链式反应吗？细想一下，这两个问题挺可怕的。如果是天然现象，可能随时在身边发生；如果只要中子轰击就能产生链式反应，那身边随时可能发生核爆炸，人类就无法正常生存。其实，重核裂变需要中子轰击，不是天然现象。对于第二个问题，原子半径是10?1?米，铀核半径是10?1?米，类比一下，把广大附中大学城校区操场当作原子，铀核就像操场上的一块一元硬币那么小。用中子轰击，命中几率很低，很可能擦肩而过。所以，用中子轰击铀块，若铀核数量不够，分裂出的中子可能打不中其他铀核，链式反应就无法持续。