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质能关系是狭义相对论的最重要的结果。质能关系将物理学中原来不相干的质量守恒和能量守恒统一起来。在通常的反应中，系统释放出能量，系统内部的质量减小，减小的量是微乎其微的，与其静质量相比小得无法观测。但在核反应中，这一减小量则明显地表现出来。在裂变反应和聚变反应中，系统的静质量可观地改变，反应释放巨大能量。质能关系是核能释放的理论基础。

质能关系的发现的重大意义在于人们用这一关系解释质量亏损时，发现了原子核内蕴藏着巨大的能量(结合能)，从而看到了利用原子核能的可能性和重要性。

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