Vi sett att stora atomkärnor kan sönderfalla till mindre genom att sända ut en alfapartikel. Men det finns andra sätt också. Om till exempel en neutron skickas mot en stor atomkärna kan den göra så att kärnan klyvs. Då bildas en eller flera nya atomkärnor och andra partiklar. De nya atomkärnor som bildas i en kärnreaktion är ofta radioaktiva. [Animering på neutron som klyver en kärna]

Den mest kända kärnreaktionen är fission. Fission kallas också för kärnklyvning. För att en sådan reaktion ska kunna ske behövs en väldigt tung atomkärna, till exempel uran. Om uran bombarderas med neutroner sönderdelas kärnan och ger två mindre atomkärnor. Samtidigt frigörs stora mängder energi. En del av denna energi skickas ut som strålning.

När atomkärnorna klyvs frigörs fler neutroner. Dessa neutroner gör att nya uranatomer klyvs. Då frigörs fler neutroner, som kan klyva nya uranatomer, och så vidare. Detta kallas för en kedjereaktion. Energin från kedjereaktionen kan till exemepel användas för att värma vatten och generera elektricitet i ett kärnkraftverk .[Till högerspalten: Läs mer om kärnkraft i kapitlet om energiförsörjning och lagring [länk, ligger under Elektricitet och magnetism].] Men om vi inte kontrollerar hur många neutroner som frigörs blir det snabbt för mycket energi.

Kedjereaktioner kan också användas i kärnvapen. I kärnvapen vill vi inte kontrollera hur många neutroner som frigörs. I ett kärnkraftverk styrs kedjereaktionen så att den inte börjar gå snabbare och snabbare. I ett kärnvapen är det precis tvärtom. En snabb kedjereaktion ger en kraftig explosion. Förutom att kärnvapen ger väldigt kraftiga explosioner sprider de radioaktiv strålning. Strålningen kan döda direkt, men också finnas kvar i marken och förgifta landområden i hundratusentals år.

Flera av de ämnen som bildas vid fission är starkt radioaktiva [blålänk (lägg i stycket ovan ifall vi nämner radioaktivitet där först): Ett radioaktivt ämne sänder ut strålning.]. Använt kärnbränsle måste därför hanteras med stor försiktighet. Eftersom uran har en lång halveringstid tar det hundratusentals år innan strålningen avtagit tillräckligt mycket för att resterna från fissionen ska vara ofarliga.

Om små atomkärnor kommer tillräckligt nära varandra och rör sig tillräckligt fort kan de gå ihop och bilda en större atomkärna. Detta kallas för fusion och är det som händer i solen. I solens inre är det väldigt varmt, 15 miljoner grader Celsius. Det betyder att partiklarna där inne har en mycket hög hastighet. Dessutom pressas partiklarna ihop av trycket när tyngdkraften drar ihop stjärnan. Det gör att atomkärnorna kan komma väldigt nära varandra. Då kan två vätekärnor gå ihop och bilda helium. När det händer frigörs stora mängder energi. Det är den energin som kommer till oss i form av värme och ljus. Om några miljarder år kommer vätet i solen börja ta slut. Då kommer också solen också nå slutet på sitt “liv”. [ref till astronomi]

Det frigörs otroligt stora mängder energi vid fusion. Vi har lyckats skapa fusion här på jorden, men det är svårt att kontrollera de stora energimängderna. Den första användningen av fusion utanför forskningen var därför bomber, så kallade vätebomber. Men om vi lärde oss kontrollera fusionen så skulle vi kunna skapa väldigt stora mängder nyttig energi. Sådana anläggningar forskas det mycket på, eftersom de skulle kunna ersätta kolkraftverk och kärnkraftverk.