核反應分為自然的核反應和人為的核反應。鋼鐵俠巨大的能量源從《鋼鐵俠是如何煉成的(一)》可知是原子核發生了衰變（裂變）從而釋放出巨大能量。
為什麼某些原子核會自發發生衰變呢？因為乙個系統為了平衡穩定，總是會釋放多餘的能量。如果某些原子核會自發發生衰變，那麼它們一定是不穩定的，原子核包含了過多的能量。因此這些原子核具有放射性。
所有的原子核都由質子和中子組成，這些粒子也成為「核子」。質子帶正電，中子不帶電，那麼多個質子豈不是同性電荷相互排斥麼？粒子對撞機加速器重要的是能量密度，也就是說是單位體積的能量大小，達到乙個非常高的能量密度，在粒子對撞的時候就能產生一些少見的現象，例如形成別的地方不存在的新粒子。原子核中有一種強大的力稱之為"核力"，它將原子核的各個組成元素相互連線起來。
再從微觀的角度上出發，如果乙個原子核中，質子和中子的核力和電荷間的作用力（庫侖力）相互抵消，那麼這個原子核就是穩定的。在其他情況下，質子和中子的數量不足以使吸引力和排斥力之間達到一種平衡，那麼這個原子核就是帶有放射源性的，它最終會發生衰變。
有乙個很難理解的事情，就是在兩個高能量粒子碰撞的時候出現，產生的粒子並不是在對撞前就已經存在的，所以他們不能被看作是最初粒子的碎片。正是碰撞的能量本身，即事件中兩個粒子所攜帶的能量，突然物質化成為新的粒子，並且完全從真空中產生，所以真空並不是虛無。而更像物質在某種意義上的延伸，只要我們給予它很少的能量，它就能夠產生它本來已經包含的粒子，只是這些原本就在那兒的粒子是以潛伏的、潛藏的或是虛擬的形式存在。
量子物理學中，真空並不是真空的空間，他們擁有能量不足以真正物質化，不能被直接觀察到的一些虛粒子。在這一些過程中的物質的質量並不守恆，而只有總能量保持不變，進入對撞機前的粒子的總能量等於碰撞後出現的所有粒子攜帶的能量總和。
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