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核聚变遵循的是爱因斯坦质能方程，这里已经不再适用质量守恒定律。在核聚变过程中，小质量的核会结合成为大质量的核，同时释放能量。由于大质量的核结合更为紧密，所以它的质量会小于组成它的小质量核的质量之和。这个质量之差，就是质量亏损，相当于释放的能量。
质量守恒是早前在化学反应中经常提到，反应前后的物质量不变。但总体系的质量还是要小于各个组分质量之和，但一般情况下，这个质量和能量的变化非常小，可以忽略不计。
但是到了原子核的层面，质量的些许变化，都会带来巨大的能量。1905年，爱因斯坦像我们描绘了质量和能量之间的关系，那就是质能方程，通过这个经典的公式，爱因斯坦把质量和能量关联起来，也就是物质的能量等于质量乘上真空中光速的平方。
对于原子核的反应，质量亏损带来的能量是巨大的，当结合能小的核变成结合能大的核，就会释放能量。原子能，就是原子核结合能发生变化时释放出来的能量。
人们依据轻核聚变的原理就研制出了氢弹。而在宇宙中，所有的恒星内部也时刻发生聚变，例如太阳，其内部每秒相当于爆炸900亿个氢弹。
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