Fisyon (Çekirdek Bölünmesi)
Fisyon ağır bir atom çekirdeğine yüksek hızlı parçacık gönderilerek çekirdeğin parçalanması olayıdır. Parçalanma sonucu iki kararlı çekirdek meydana gelir. Fisyon reaksiyonu gerçekleştiren elementlerin reaksiyon başlamadan önce nükleon başına düşen bağlanma enerjileri düşüktür. Reaksiyon sonucu nükleon başına bağlanma enerjisi yüksek orta ağırlıkta elementler oluşur. Fisyon olayına verilebilecek en uygun örnek uranyumun parçalanmasıdır.
\({}_{92}^{235}U + {}_0^1n \to {}_{92}^{236}U + {}_0^1n \to {}_{56}^{138}Ba + {}_{86}^{95}Kr + 3{}_0^1n\)
\({}_{92}^{236}U\) izotopu nötronla bombardıman edildiğinde çekirdek bir nötron yakaladıktan sonra Ba ve Kr a parçalanır. Olay sonunda 3 nötron ışıması gerçekleşir. Bir nötronla başlatılan olayda 3 nötron oluşması, olayın zincirleme olarak çok kısa zamanda büyük miktarda uranyumun parçalanmasına yol açar.
Atom reaktörlerinde parçalanma geniş zamana yayılmalıdır. Bu şekilde sağlanan enerji, uzun sürede verileceğinden bir patlama söz konusu olmaz. Çok az bir miktar radyoaktif madde (mesela (3-5) g uranyum) koca bir transatlantiği uzun bir süre çalıştırabilir.
Zincirleme reaksiyonun kısa zamana sıkıştırılması durumunda ise atom bombası adini verdiğimiz mekanizma oluşur. 20 kg ağırlığındaki uranyum bombasında fisyon 3-4 saniyede gerçekleşirse bir şehri havaya uçurabilecek bir patlama olur.
Füzyon (Çekirdek Kaynaşması)
Füzyon olayı küçük atom numaralı elementlerin birleşerek daha büyük atomlar oluşturmasıdır. Füzyon reaksiyonunda nükleon başına düşen bağlanma enerjileri düşük olan hafif elementler birleşerek nükleon başına düşen bağlanma enerjisi fazla olan elementler oluşur. Çekirdek kaynaşması olayında açığa çıkan enerji çekirdek bölünmesinden elde edilen enerjiye göre 8-10 kat daha fazladır. Fakat çekirdeklerin birbirine yeterince yaklaşıp kaynaşabilmeleri için çok büyük enerjiye ihtiyaç vardır. Hidrojenin izotoptan olan döteryum ve trityum helyuma dönüşmesi olayı hidrojen bombasını oluşturur.
\({}_1^2H + {}_1^3H \to {}_2^4He + {}_0^1n + Enerji\)
Bu reaksiyonun başlaması için bir atom bombası patlatmak gerekir. Güneş, içinde füzyon reaksiyonları olan, hidrojen yakıtlı dev bir enerji kaynağıdır. Ara kademelerle gerçekleşen olayın net denklemi;
\(4{}^1H \to {}_{}^4He + 2{\beta ^ + }\) şeklinde olur.
