世界上一切物質都是由原子構成的，而原子是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的。原子核包括帶正電的質子和不帶電的中子，由于質子和中子的質量比電子大得多，因此原子核幾乎占有原子內的全部質量。但有趣的是，原子核在整個原子的體積中僅僅占有非常小的一部分。如果把整個原子比作一個標準籃球場，那么原子核就只有一粒芝麻的大小。
這個小小的原子核所蘊含的能量卻大得驚人。1905年，物理學家愛因斯坦在相對論中指出，質量只是物質存在的形式之一，另一種形式就是能量。質量和能量相互轉換的公式是E=mc2，式中E-物質具有的能量，J；m-虧損的質量，kg；c-真空中的光速，3x108m/s。
這一公式揭示了核能來源的物理規律。1938年，德國化學家哈恩和施特拉斯曼發現了易裂變核素鈾-235的核裂變現象。鈾﹣235原子核裂變前后，發生質量變化的同時，釋放出巨大的能量。這一規律的發現，使核能的利用走向現實。
雖然一次核反應損的質量極小，但是按照質能方程計算，1kg鈾-235全部發生裂變釋放出的能量約合2700t標準煤完全燃燒時所放出的能量。將這部分能量運用于發電，將為人類解決能源危機起到非常可觀的作用！