核裂變是一個核分裂成兩個或以上，核聚變是兩個或以上原子核聚合成一個。從數量上説，一個是少變多，一個是多變少。具體區別如下：
1、含義不同：
核聚變(nuc ear fusion)，又稱核聚變、融合反應，聚變反應或熱核反應。核是指由質量小的原子，主要是指氘，在一定條件下(如超高温和高壓)，只有在極高的温度和壓力下才能讓核外電子擺脱原子核的束縛，讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起，發生原子核互相聚合作用。
核裂變，又稱核分裂，是指由重的原子核(主要是指鈾核或鈈核)分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應形式。
2、 產生的能量不同：核裂變雖然能產生巨大的能量，但遠遠比不上核聚變。核聚變要在近億度高温條件下進行，地球上原子彈爆炸時可以達到這個温度。
3、作用不同：
裂變堆的核燃料藴藏極為有限，不僅產生強大的輻射，傷害人體，而且遺害千年的廢料也很難處理，如：原子彈或核能發電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見，熱中子轟擊鈾-235原子後會放出2到4箇中子，中子再去撞擊其它鈾-235原子，從而形成鏈式反應。
核聚變的輻射則少得多，且生成新的質量更重的原子核(如氛)，中子質量較大，但是由於中子不帶電，因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來，大量電子和中子的釋放所表現出來的就是巨大的能量釋放。
核能（nuclear energy）是人類歷史上的一項偉大發現，這離不開早期西方科學家的探索發現，他們為核能的發現和應用奠定了基礎。
核裂變是質量大的原子核裂變成質量小的原子核。如原子彈，核電站。它產生的能量可用於發電，還有核潛艇邊是用核變產生的能量，但核裂變的核燃料極為有限。
核聚變是由較小的原子合成一個較大的原子叫做核聚變。它產生的能量遠大於核裂變，輻射少，如氫彈爆炸。核聚變的燃料，如氘和氚可直接提取海水，資源豐富，源源不斷。但要實現持續、平穩的能量輸出能量，輸出電能為人類造福，科學家還在進一步研究優化之中。
核聚變就是將輕原子核聚合形成重核，常見的是氫（氕氘氚）—有時也可與鋰—聚合生成氦核裂變則相反，使較重的核分裂為兩個或多箇中等大小的原子核.
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