由于裂變本身釋放分裂的核內(nèi)中子，所以如果將足夠數(shù)量的放射性物質(zhì)(如鈾-235)堆在一起，那么一個核的自發(fā)裂變將觸發(fā)近旁兩個或更多核的裂變，其中每一個至少又觸發(fā)另外兩個核的裂變，依此類推而發(fā)生所謂的鏈式反應。這就是稱之為原子彈(實際上是核彈)和用于發(fā)電的核反應堆(通過受控的緩慢方式)的能量釋放過程。

對于核彈，鏈式反應是失控的爆炸，因為每個核的裂變引起另外好幾個核的裂變。對于核反應堆，反應進行的速率用插入控制棒來控制，使得平均起來每個核的裂變正好引發(fā)另外一個核的裂變。

核裂變所釋放的高能量中子移動速度極高(快中子)，因此必須通過減速，以增加其撞擊原子的機會，同時引發(fā)更多核裂變。一般商用核反應堆多使用慢化劑將高能量中子速度減慢，變成低能量的中子(熱中子)。商營核反應堆普遍采用鎘棒、石墨和較昂貴的重水作為慢化劑。

核裂變的具體過程

處于激發(fā)態(tài)的原子核（例如，鈾-235核吸收一個中子之后，就形成激發(fā)態(tài)的鈾-236核）發(fā)生形變時，一部分激發(fā)能轉(zhuǎn)化為形變勢能。隨著原子核逐步拉長，形變能將經(jīng)歷一個先增大后減小的過程。這是因為有兩種因素在起作用：來自核力的表面能是隨形變而增大的；來自質(zhì)子之間靜電斥力的庫侖能卻是隨形變的增大而減小的。