Nuklear fission:
- Energikilde: Nuklear fission involverer spaltning af tunge atomkerner (som Uranium-235 eller Plutonium-239) til lettere kerner. Når en tung kerne spaltes, frigives en betydelig mængde energi, fordi den samlede masse af de resulterende lettere kerner er mindre end den oprindelige tunge kerne. Denne masseforskel omdannes til energi ifølge Einsteins berømte ligning, E=mc², hvor E er energi, m er masseforskellen, og c er lysets hastighed (et meget stort tal).
- Energioutput: Fissionsreaktioner frigiver en enorm mængde energi sammenlignet med kemiske reaktioner. En enkelt fissionsbegivenhed kan frigive flere hundrede millioner elektronvolt (MeV) energi. I praktiske anvendelser udnytter nukleare fissionsreaktorer denne energi til at producere varme, som derefter bruges til at generere elektricitet gennem dampturbiner.
Nuklear Fusion:
- Energikilde: Nuklear fusion kombinerer derimod lette atomkerner (såsom isotoper af brint) til tungere kerner. Processen involverer at overvinde den elektrostatiske frastødning mellem positivt ladede kerner, som kræver enorm varme og tryk. Når fusion finder sted, er den samlede masse af den resulterende tungere kerne mindre end den samlede masse af de oprindelige lette kerner, og masseforskellen omdannes igen til energi i henhold til E=mc².
- Energioutput: Fusionsreaktioner frigiver endnu større mængder energi end fissionsreaktioner. En enkelt fusionsbegivenhed kan frigive adskillige milliarder elektronvolt (BeV) energi, hvilket er flere gange mere end energioutputtet fra en fissionsbegivenhed. Fusion betragtes som det ultimative mål for atomenergiforskning, da det har potentialet til at give en praktisk talt ubegrænset og ren energikilde ved at sammensmelte rigelige isotoper af brint, der findes i havvand.
Sammenfattende frigiver både fissions- og fusionsreaktioner energi gennem omdannelse af masse til energi, men fusionsreaktioner har et meget højere energioutput pr. reaktion sammenlignet med fissionsreaktioner.