Nükleer enerji, bir atomun çekirdeğinde depolanır ve çekirdeği bir arada tutar. Çekirdeği ayırırken veya kaynaştırırken önemli miktarda nükleer enerji serbest kalır.
Atomlar protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan oluşur. Çekirdek, protonlar ve nötronlar içerir ve elektronlar bu merkezde yörüngede dönerler. Bölünen veya kaynayan çekirdekler büyük miktarda nükleer enerji serbest bırakabilir.
Bir atomun çekirdeğini bölme işlemi olan nükleer fisyon, nükleer santrallerde kullanılan enerji salınım sistemidir. Bir uranyum atomunu parçalamak, fisyon ürünleri denilen parçacıkları serbest bırakır. Bu parçacıklar, başka atomların ayrılmasına neden olan bir zincir reaksiyonu yaratır. Ortaya çıkan ısı, türbinleri tahrik eden ve jeneratörlerde elektrik depolayan buhar üretir. Dünyadaki enerjinin yaklaşık yüzde 15'i nükleer fisyonla sağlanıyor.
