El sol y las estrellas son fuentes aparentemente inagotables de energía. Esa energía es el resultado de reacciones nucleares, en las que la materia se transforma en energía. En la tierra, hemos sido también capaces de aprovechar este mecanismo y utilizarlo de manera regular para generar energía. En la actualidad, la energía nuclear proporciona aproximadamente el 16% de la electricidad mundial.
Tanto la Fisión Nuclear (la división de núcleos) como la Fusión Nuclear (la unión de núcleos) son procesos nucleares que dan lugar a la liberación de la energía que ya no es necesaria para el núcleo resultante después del proceso.
El término "fisión" viene del latín fissĭo que significa "rotura, escisión". En la fisión nuclear de la escisión de núcleos atómicos produce típicamente dos (o tres) núcleos más pequeños. Cuando se produce la fisión nuclear, la masa de los productos de reacción es menor que la masa original de las partículas del núcleo o de las partículas que reaccionan, lo que resulta en la liberación de la energía que era necesaria para mantener el núcleo original ligado. Este es el caso de elementos con núcleos pesados (como el uranio).
El término "fusión" tiene su origen en el término latino fusĭo, con el significado de "unión", que en el mismo contexto significa la combinación de núcleos. En la fusión nuclear la masa total del producto de reacción (también llamado el núcleo hijo) es todavía menor que la masa original de las partículas que reaccionan, a pesar de que en este caso se combinen dos núcleos. Esto se debe a que se necesita menos energía para que átomos con núcleos más ligeros (de elementos tales como helio) existan fusionados, que para que existan individualmente. Por lo tanto, se libera energía cuando ocurre fusión de núcleos más ligeros. La fusión nuclear es más común que la fisión en la naturaleza y se obtiene más fácilmente con elementos más ligeros como el hidrógeno, el helio y el carbono.En general, si un núcleo se forma "pegando" nucleones su masa es menor que la masa de los nucleones libres originales. Esta característica se denomina defecto de masa.
La unidad de energía del Sistema Internacional, el julio (J), es demasiado grande para medir la energía liberada por un solo núcleo. En su lugar usamos por convención el MeV (millón de electronvoltios), donde 1 MeV = 106 eV y 1 eV = 1,602177x10-19 J.
Un proceso nuclear que libera una gran cantidad de energía es la fisión de un núcleo pesado. Por ejemplo, cuando un único núcleo 235U fisiona, se liberan alrededor de 200 MeV. Esta es una gran cantidad de energía, como puede verse a partir de algunas comparaciones: