首先更正一點：並不是所有的裂變和聚變都是放熱的。

主要原因是：每種原子內的核子（中子、質子、反中子和反質子的統稱），平均質量存在差異，在鐵原子中的平均質量最小。

這將導致：

（1）鐵以下的原子，聚變會釋放能量；

（2）鐵以上的原子，裂變會釋放能量；

核子質量

原子一般由質子和中子組成，比如氘核，氘核就由一個質子和一箇中子組成，但是氘核的總質量，並不等於“質子質量+中子質量”。

因為它們之間的強相互作用，會因為相對論效應（質能方程），產生額外的相對論質量。

如此一來，不同原子的中子數和質子數不同，強相互作用存在差異，就會反映到核子的相對論質量上；對於每種原子的平均核子質量，就能反應每種原子的相對論質量大小。

平均核子質量圖

如果把不同原子的平均核子質量列出，就能得到下圖：

其中，鐵原子是極值點，也就是說鐵的平均核子質量最小，這就導致一個結論：

（1）比鐵小的元素，發生聚變後，平均核子質量降低，虧損的質量將以能量形式釋放；

（2）比鐵大的元素，發生裂變，平均核子質量也降低，虧損的質量也以能量形式釋放；

（3）影象上還可以看出，氫核的平均核子質量，大於重元素的平均核子質量，所以聚變虧損的質量大於裂變虧損的質量，釋放的能量自然就更高；

這就是裂變和聚變，釋放能量的基本原理。

其他情況

當然，如果你要反其道而行，也是可以的。

比如：

（1）比鐵小的元素（比氕大），理論上也可以發生裂變，但是平均核子質量增加，需要補充能量，而且是大量的能量；

（2）比鐵大的元素，也可發生聚變，平均核子也是質量增加，同樣需要吸收能量，比如超新星爆發中，就能發生這樣的核反應；

對於這兩種情況，都需要吸收巨大的能量，所以反應條件非常苛刻，只有某些極端條件下，才能進行！