1、质能方程 即 e = mc^2
在特定的情况下（包括特殊的环境以及特殊的材料）,物质的质量能够转换成能力,其变换的公式即质能方程.方程中e为产生的能量,m为转换的物质的质量,c为光速即3*10^8 m/s.
2、重核裂变（特殊的材料与环境）
某些特殊的材料（如铀等放射性物质）在受到中子轰击后,能够分裂成中子以及比其更轻的原子,于此同时损失质量,这些损失的质量即转换成能量的质量,即质能方程中的m；而进行重核裂变需要一定的温度,以及需要将一定质量的反应元素（铀）压缩在一定的体积中,这样裂变才能发生,这个体积叫做临界体积.
3、链式反应（）
即使裂变不停发生,直至反应材料耗尽.用中子轰击处于临界体积中的反应材料（一般为铀）,然后使其分裂成其他元素的原子核以及3个中子,这3个中子继续去轰击下3个铀原子,使其继续分裂,从而往复不停直至材料耗尽.
4、原子弹
原子弹里面是由2块铀（一块大,一块小）以及一个普通炸弹组成.开始时,两个铀块是分离的,在原子弹内部有中子不停轰击,由于2块铀分离的,故没有达到临界体积,无论中子怎么轰击都是不会发生反应的.当需要引爆的时候,只需引爆其内部的普通炸弹,通过炸弹的冲击力使小块铀块与大块铀块粘在一起,从而达到临界体积；炸弹爆炸产生的能量迅速提升原子弹内部温度,于是链式反应发生,重核裂变不停止直至铀完全耗尽.由于质能方程中,能量与质量成正比且该系数为光速的平方,故即使质量非常小,但是产生的能量还是非常可观的。
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