（D2O），在海水中重水大约占海水的七千分之一。它的原子核是由一个质子和一个中子组成的氘核。被加速器加速的氘核能产生很多核反应。在热核反应中释放出巨大的能量，是一极有前途的能源。
【核力】核力是核子之间的作用力，它是核子组成稳定的原子核的非常巨大的力。核力是一种近程力，在大于10-15米的距离时，核力远比库仑力小。在小于10-15米的距离时，核力比库仑力增加得更为迅速，核力与核子是否带有电荷并无关系。核力的本质，目前认为是一种交换力。我们知道电磁力是通过电磁场而作用的，电磁场具有粒子（光子）性，因此电磁力是通过光子的交换来实现的一种交换力。对核力，目前假设，核子之间的相互作用是通过一种特殊的粒子（介子）的交换来实现的。认为中子和质子的相互作用是通过带正、负电的或中性的介子（π+、π-或π°）的交换来完成的，交换的方式为
目前以介子场论作为核力的基本理论，它能作出很多有价值的定性说明，但是这种理论还不完备，还存在严重的困难。核力的本质，还没有一个比较完美的理论来说明。
【质量亏损】按照经典的想法，原子核的质量应等于核内所有核子质量的总和。例如，电荷数为Z、质量数为A的原子核的质量应等于
ZMp ＋（A-Z）Mn
式中Mp和Mn分别为质子和中子的质量，然而从实验测得的原子核的质量MA
恒小于上式给出的量值，其差额
△M=ZMp +（A-Z）Mn -MA
为质量亏损。质量亏损说明当核子集合组成原子核时要放出结合能。
个质子和两个中子组成，质子质量为1.007276原子质量单位，中子质量为1.008665原子质量单位，故这4个核子独立存在时的总质量为
2×（1.007276＋1.008665） =4.031882
但当它们组成氦核后，其氦核质量为4.001505原子质量单位，其质量亏损为
4.031882-4.001505 =0.030377
由于△E=△Mc2=0.030377×1.660×10-27（公斤） ×（3×108）2＝28.297（MeV）
1个原子质量单位相当于931.50MeV（兆电子伏特）的能量。
【质能关系式】根据相对论原理，物质的质量与能量之间的关系式：E=mc2；其中 c为真空中的光速。当物质的能量发生改变时，它的质量就按照这一关系相应地发生变化，反过来也是如此。此式是相对论的一个重要结论，且为实验所证实。人们运用这一关系式解释原子核质量亏损现象时，就发现了核内蕴藏着巨大的能量，看到了利用原子能的可能性和重要性。按照这一关系式，1克质量相当于9×1020尔格或9×1013焦耳的能量。
【平均结合能】将原子核的结合能除以核子数（即质量数A），即得每个核子的平均结合能。不同元素的原子核的稳定程度是不同的。我们可以用每个核子的平均结合能来表示原子核的稳定程度，核子的平均结合能越大，原子核就越稳定。质量数中等的核，平均结合能近似相等，在8MeV左右，而最轻和最重的一些核（元素周期表上两端的原子核）平均结合能较小。由此可见，中等原子量的核最稳定。在重核裂变或轻核聚变时，都相当于平均结合能较小的核转变为平均结合能较大的核，因而能释放能量。
【裂变】重核分裂为两个中等质量核的过程，同时还可能放出中子（也有分裂成更多裂块的情形，但几率很小）。裂变有自发和感生两种，前者裂变的半衰期很长。如铀-238的半衰期为1016年。后者指原子核在受到其他粒子轰击时立即发生的裂变，如铀-235受到热中子（非常慢的中子）轰击时就能分裂。铀核裂变时的产物多种多样，有时裂变成氙和锶，有时裂变为钡和氪，有时裂变成锑和铌等等；同时还放出2～3个中子。原子核裂变时释放出巨大能量（包括裂块和中子的动能及γ辐射的能量等）。在原子核反应堆中已经能控制和利用这种能量。例如，92U235裂变时，能放出巨大的能量，根据计算和实验测得：每一个核分裂时约放出200MeV（兆电子伏特）的能量，主要是裂变碎片的动能，辐射能约占总能量的10％。能量分配为： （1）裂变碎片的动能168MeV；（2）中子的动能5MeV；（3）裂变碎片衰变时放出的能量13MeV；（4）裂变时放出的γ射线的能量5MeV；（5）中微子的能量11MeV。这些能量最后绝大部分转变为热能。以一个铀核裂变产生200MeV的能量来计算。1千克铀全部裂变时放出的能量相当于 2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。此两种燃料的质量比为2.5×106，由此可见核内所蕴藏的能量比化学能巨大得多。
【原子能】指原子核能。原子核结构发生变化时放出的能量。在实用上指重核裂变和轻核聚变时所放出的巨大能量。在利用裂变所放出的能量方面已取得很大进展，现已建成各种类型的原子核反应堆和原子能发电站。轻核聚变时放出的能量要比同质量重核裂变时大几倍。聚变能量是太阳等恒星能量来源的重要部分；
而人工控制聚变反应以及利用其能量的研究正在积极进行。急剧的裂变和聚变反应会引起爆炸，原子弹和氢弹就是根据这一原理制造的。此外对放射性同位素各种辐射线的应用，也是原子能利用的一个重要方面。
【链式反应】当一个中子引起一个铀核裂变后，裂变中放出的中子继续能引起其他铀核裂变，并且能不断继续下去。例如，铀-235的核吸收一个中子后发生裂变，同时放出二到三个中子；除去损耗以外，这些中子中如能至少剩下一个以引起另一个铀-235核裂变，链式反应就可持续不断。在天然铀中，29.3％是铀-238，只有0.7％是铀-235。铀-235俘获各种能量的中子都会发生裂变，而且俘获慢中子发生裂变的几率较大。铀-238和快中子作用时，大多俘获中子后形成铀-239，并不发生裂变；如果铀-238和慢中子作用，它们只发生弹性碰撞，而不发生裂变反应。因此铀-238的存在是不利于裂变反应的继续进行的。因此作为核燃料的铀均采用浓缩铀（其中铀-235的含量比天然铀中的含量高）。各种浓缩度的铀已广泛应用于原子核反应堆和原子武器中。
【临界体积】也称“临界大小”。可发生裂变的物质，产生链式反应所必须具有的最小体积。如果铀块的体积小于临界体积，中子从铀块中通过时，可能还没有碰到铀-235而引起裂变前就已飞出铀块外去了。于是中子数目越来越少，不能使链式反应继续下去。在原子核反应堆能正常运转，即堆内链式反应能正常进行，就必须能保证由原子核裂变所产生的中子，能补偿被其它核俘获（不产生裂变）或者逸出反应堆而损耗的中子，这条件只有在反应堆具有一个最低限度的体积，即临界体积时，才能实现。临界体积与堆内可裂变物质，例如，同位素铀-235的含量百分比、铀和减速剂的布置方式以及其他物质存在的情况都有关，因而它不是一个常数。又如要使原子弹发生爆炸，也必须使铀块具有一个最低限度的体积，这体积也称临界体积。在设计原子核反应堆时，临界体积的计算是重要的一环。
【原子弹】以纯铀-235或纯钚-239作核燃料（或称炸药），将它们做成半球形的两块，每一块的体积小于临界体积，因此单块存在不能引起核裂变的链式反应。但当两块合成一块时，将大于临界体积，中子倍增系数K比1大很多，只要有一个中子进入，链式反应将开始，并非常激烈地进行。将这两块半球形的核燃料，分开安装在炸弹中，其中一块被固定，另一块后面装上普通炸药和引爆装置。当引爆装置引起普通炸弹爆炸时，就把两块炸药迅速压在一起，成为一个整块，这时核裂变开始并发生激烈的链式反应，大量能量在极短的时间内放出，因而形成剧烈爆炸，这就是原子弹爆炸的原理。
【核反应堆】使原子核裂变的链式反应能够有控制地持续进行而获得核能的装置。是利用原子能的一种最重要的大型设备。如果裂变反应达到一定强度后，控制中子倍增系数K=1，这时裂变链式反应就能有控制地按照这一强度进行下去，不发生爆炸而输出巨大能量。按照不同的目的和要求，反应堆有许多型式。原子核反应堆主要有三种类型，它们是非均匀反应堆，均匀反应堆和增殖堆。（1）非均匀反应堆：此种反应堆的中心部分用重混凝土屏蔽，以防止各种放射性射线对反应堆周围人们的伤害。堆芯部分装着铀棒，这些铀棒是浓缩铀，这些铀棒插在减速剂（通常为石墨或重水）中，减速剂的作用是使裂变产生的高速中子和石墨或重水的原子碰撞后变成慢中子，慢中子不会被铀-238吸收，但能引起铀-235
的分裂，所以减速剂使中子倍增系数K增加。堆芯中还插有控制棒，它们插在各层铀棒之间，通常是用碳化硼或镉制成的，它能吸收中子，控制棒推入深些，吸收的中子就多，逐渐拉出吸收的中子就渐渐减少，通过控制棒插入的深浅可以控制堆芯内的中子数，从而控制了链式反应的速度。堆芯的外面是传热剂，如液态钠吸收了反应堆放出的能量以后，由泵打到热交换器，在那里把热量传给水，然后再回到堆芯去循环。水获得热量后成为蒸气，可以推动汽轮机工作。可用于发电机组的动力，核潜艇的动力等。（2）均匀反应堆：这种反应堆是将浓缩铀的盐类溶解在重水中（重水又作为减速剂），然后通入堆芯，堆芯有一定的体积，在其中进行链式反应，镉棒插入堆芯以控制中子倍增系数K。溶解着铀的盐类的重水本身同时作为传热剂。这就是均匀反应堆。（3）增殖反应堆：当铀-238俘获中子以后，经过两次β蜕变形成了钚-239。在天然铀中主要是铀-238，其中有一部分钚-239。如果有一个钚-239在中子作用下发生了裂变反应，同时放出几个中子。其中有一个中子引起其他的钚-239发生裂变，而剩下的中子被铀-238俘获后蜕变成钚-239，这就意味着，这块天然铀中不但有钚-239的链式反应，而且还有钚-239的增殖。一个增殖反应堆，中心处是活性区，活性区内是铀-235和稀释剂，铀-235裂变而放出快中子。这些快中子射入围成一圈的铀棒使钚-239增殖，当铀棒中的钚-239增加到一定的程度，增殖和链式反应就开始。这种反应堆可以用较易得到的天然铀作铀棒，其功率也由控制棒来控制。当需要停止反应堆的工作时，可将所有的控制棒全部插进。将大量的中子全部吸收，链式反应停止，反应堆停止工作。反应堆的核燃料的链式反应，不象其他的化学燃料，在燃烧时需要氧气。所以核潜艇的隐蔽性更强。可以长期沉于水下，不需要到海面上吸气。
【减速剂】也称“慢化剂”。它可使快速运动的中子减速成为慢中子或热中子，热中子就能有效地使铀-235发生裂变，减速剂是原子核反应堆中必不可少的物质。优良的减速剂必须具备两种性质：（1）对中子的吸收较少；（2）中子与它的核只要碰撞很少次数就能被减慢到所需要的程度。常用的减速剂有重水、石墨、铍等。一般减速剂均采用较轻的元素或化合物。中子与原子核的弹性碰撞会引起中子运动方向的改变和中子的一部分能量损失（将能量传给原子核），从动量和能量守恒定律出发，可证明，碰撞后质量为M的反冲核的能量为
当M=m时（即反冲核的质量等于中子质量时）α最大为1，反之M与m的差距越大其α值越小。比较轻的物质的原子核的质量更接近中子的质量，因而α值大，减速效果好。
【控制棒】用以控制原子核反应堆的反应速率或输出功率的元件，它是用能够强烈吸收中子的材料（如镉或含硼物质等）制成，一般制做成棒状，故名控制棒。用它可以控制反应堆的启动和停止，以及控制核裂变链式反应的强弱，从而达到反应堆输出功率的控制，控制棒插入堆内越深，吸收的中子越多，使反应速度减慢或停止；而把棒从堆内抽出时，吸收的中子减少，可使反应起动或使反应加快。一般控制棒也不是一根，也可用插入棒的多少来调整。这种调节一般都通过自动装置进行。
【载热剂】反应堆工作时，核燃料裂变放出巨大的热量。这些热量必须靠载热剂的循环流动不断把能量输送到堆外，作为动力的能源加以利用，同时使堆内的温度不致过分升高，保证反应堆正常工作，优良的载热剂必须具有不易吸收中子、比热大、在高温和γ辐照下不会分解等性质，并可兼作减速剂用。常用的有水，重水，二氧化碳，液态金属钠、钾和某些有机物（如双酚）等。
【防护层】在核辐射强烈的区域（如原子核反应堆、加速器周围）使人体免受过量的γ射线、中子辐照以及其它放射线的伤害而建造的屏蔽层。一般采用厚实的重混凝土墙来屏蔽γ辐照，用水层、石蜡层和含硼物质来减弱中子辐照。 【反射层】能够起反射作用的物质层。在原子核反应堆中，反射层包围反应堆的主体部分，用来反射中子，以减少中子逸出反应区的可能。便用反射层可以缩小反应堆的体积。常用的材料是水、石墨、铍等。
【聚变】由于轻核中的核子的平均结合能更小，当轻核相遇聚合成
百万电子伏特，其反应式可写成
因为所有的核都带有正电，相互间存在着库仑排斥力，因此在一般条件下不可能发生核的聚变。自然界中只有在太阳等恒星内部，因温度极高，轻核才有足够的动能克服库仑斥力，而能自发地进行持续的聚变。人工聚变目前只能在氢弹爆炸或由加速器产生的高能粒子碰撞中实现，然而大规模的聚变控制，目前尚未能办到，正在通过控制热核反应进行探索研究。可聚变的元素有氢、重氢、锂等轻原子核。聚变反应因为需要在高达百万度或千万度以上的温度才能进行，故又称“热核反应”。在摄氏百万度以上的高温，所有原子均完全游离，原子中所有电子全部逸出，仅余下原子核。在高温下这些原子核因热运动而获得高速，在它们相互碰撞时因直接接触而能产生聚变反应，同时放出很大能量。
【热核反应】热核反应是在极高的温度下将轻核聚变为较重的原子