В атомните ядра е скрита огромна енергия. Едно от доказателствата за това е радиоактивността. Радиоактивните лъчения отнасят със себе си само малка част от ядрената енергия, но дори тази малка част е достатъчна да причини значителни промени в средата, в която се разпространяват (йонизация, разрушаване на живи клетки и др.). По какви други начини, освен чрез радиоактивност, се отделя енергия от ядрата? Как тя може да бъде използвана за нуждите на хората?

Между едноименно заредените протони в ядрото действат електрични сили на отблъскване. Въпреки това ядрата са стабилни и не се разпадат. Протоните и неутроните се задържат в малкия обем на ядрото от т.нар. ядрени сили. Ядрените сили са сили на привличане, които многократно превишават електричните сили на отблъскване между протоните.

Здравината на връзката между протоните и неутроните в различните ядра обаче не е еднаква. Когато в едно ядро има много голям брой протони и неутрони, те са сравнително слабо свързани. Затова ядрата на тежките елементи са нестабилни. Те могат самопроизволно да се разпадат, като изпускат радиоактивни лъчения, или да се делят на по-леки ядра под въздействието на някаква частица.

Когато ядро на уран погълне неутрон, то се разцепва на две по-леки ядра и се освобождават два до три нови неутрона (фиг. 1). Този процес е съпроводен с отделянето на огромна енергия.

Отделените неутрони могат да предизвикат делене на други ураниеви ядра. Ако количеството ураниеви ядра е малко, отделените неутрони излитат навън и процесът се прекратява. Ако обаче количеството уран надхвърля определена стойност (критична маса), неутроните не излитат навън, а срещат и разделят нови ядра, при което се отделят нови неутрони. Те на свой ред разделят други ядра и т.н. Този процес се нарича верижна реакция (фиг. 2).

При верижната реакция броят на осъществените деления нараства главоломно. Бързото освобождаване на огромно количество енергия, носена от разлитащите се частици, може да доведе до експлозия, наречена ядрен взрив (фиг. 3).

Възможността за получавне на ядрен взрив е използвана за създаване на т.нар. атомна бомба. Тя има огромно по мащаби разрушително действие и причинява дълготрайно замърсяване на околната среда с опасни радиоактивни вещества. Ето защо все повече държави в света защитават идеята за забрана на ядреното оръжие.

Освобождаването на ядрената енергия при деленето на урана може да стане и постепенно, контролируемо. Това се осъществява в специални устройства, наречени ядрени реактори (фиг. 4).

Във вътрешносттта на реактора се поставят касети с ядрено гориво (уран-235). Създават се условия за протичане на верижна реакция. Когато е необходимо да се намали скоростта на реакцията или тя да спре, в реактора се спускат специални регулиращи пръчки, които поглъщат част от неутроните. Отделената в реактора енергия се използва за загряване на водна пара, която върти парни турбини. Така в атомните електроцентрали (АЕЦ) (фиг. 5) ядрената енергия се превръща в електроенергия. Днес една шеста от консумираната енергия в света се произвежда в атомни електроцентрали. Използването на ядрената енергия обаче поражда сериозни екологични проблеми. При евентуална авария в атомна централа (както се случи в Чернобил през 1986 г.) в атмосферата могат да бъдат изпуснати значителни количества радиоактивни вещества. Те попадат в почвата, водата и въздуха и причиняват радиоактивно замърсяване на цялата околна среда. 

Транспортирането на ядреното гориво също изисква специални мерки за безопасност. Труден за решаване е и проблемът с безопасното съхранение на радиоактивните отпадъци и отработеното гориво, чиято радиоактивност се запазва много години. И накрая – материалите, които се използват като ядрено гориво, съвсем не са в неограничени количества на Земята. Те подлежат на изчерпване както нефта и въглищата.

Затова учените търсят други възможности за получаване на екологично чиста и евтина енергия.

От един грам уран-235 може да се получи енергия, колкото от 1,6 тона петрол или 2,4 тона въглища.