Die Spaltung eines Atoms wird auch als Kernspaltung bezeichnet und führt zu einer Verringerung seiner Gesamtmasse, wodurch eine relativ große Energiemenge freigesetzt wird. Praktisch jedes Atom kann auf diese Weise Kernenergie erzeugen. aber diejenigen mit der größten Atommasse liefern die meiste Energie aus der Spaltung.
Kernreaktoren sind auf Kernspaltung angewiesen, um Wärme zu erzeugen, die dann Kühlbecken zum Sieden bringt und Dampfturbinen antreibt. In anderen Fällen ist es der plötzliche und heftige Spaltungsprozess, der zu nuklearen Detonationen führt, die riesige geografische Gebiete verwüsten können. Der Prozess selbst ist bemerkenswert effizient, erfordert jedoch eine große Investition an Anfangsenergie, um sie zu erzeugen. Im Gegensatz zur Kernspaltung erzeugt der Fusionsprozess, bei dem zwei Atome verbunden werden, ein Vielfaches an Energie, birgt jedoch kein Risiko einer nuklearen Kontamination oder Verschmutzung. Außerdem bleiben verbrauchte Isotopenbrennstäbe viele tausend Jahre lang gefährlich, während die während des Fusionsprozesses verbrauchten Materialien sicher zu handhaben und zu transportieren sind. Der gebräuchlichste Fusionsprozess, die Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser, ist oft der einfachste und wird am häufigsten genannt. Diese beiden Elemente sind nicht nur die am häufigsten vorkommenden, sie verbinden sich auch leichter als andere Elemente.
