Ydinfissio on atomin ytimen halkeaminen, jolloin syntyy kaksi tuotetta, jotka ovat suunnilleen puolet alkuperäisen massasta. Prosessin aikana vapautuu myös joitain neutroneja. Tämä prosessi vapauttaa huomattavan määrän energiaa. Ydinfissio on fyysinen prosessi, joka on vastuussa kaikentyyppisestä sähköntuotannosta, myös ydinaseissa ja ydinvoimalaitoksissa.
Ydinfissioissa voidaan käyttää useita elementtejä, mutta yleisin on uraani. Tämä materiaali on suosittu useista eri syistä, mutta kaksi tärkeintä on, että sitä on runsaasti ja että uraanin isotooppeja on helppo jakaa. Yleisimmin käytetty uraanin isotooppi ydinenergian tuotannossa on nimeltään U-235. U-235: n lisäksi plutonium on toinen aine, jota joskus käytetään ydinvoimaan.
Ydinvoiman tuotantoon tarvitaan rikastettua uraania. Tämän on oltava noin 2–3 prosenttia U-235, jotta se toimisi odotetulla tavalla. Prosessi uraanin rikastamiseksi aseille on melkein sama, yhtä merkittävää poikkeusta lukuun ottamatta. Aseiden osalta U-235: n määrän on oltava lähempänä 90 prosenttia koko uraanista.
Ydinfission luomiseksi materiaali on kerättävä. Sitten vapaa neutroni ammutaan kohti atomin ydintä. U-235-isotooppi absorboi neutronin ytimessään, mutta herkkä rakenne muuttuu epävakaaksi. Siksi se jakautuu lähes välittömästi. Prosessissa vapautuneet neutronit aiheuttavat energian vapautumisen. Vaikka ne näennäisesti katoavat, Einsteinin teoria toteaa, että ne eivät ole kadonneet, yksinkertaisesti muunnettu energiaksi.
Ydinfissioongelmat johtuvat pääasiassa radioaktiivisista hiukkasista, jotka ovat läsnä materiaalin halkaisun jälkeen. Säteilevä säteily voi olla niin korkealla tasolla, että se voi vahingoittaa elävää kudosta, aiheuttaa syöpää ja muita sairauksia. Siksi, vaikka luotu alkuperäinen energian vapautuminen voi olla erittäin voimakasta ja vaarallista, on muistettava myös muita vaaroja. Yksi keskustelu erityisesti ydinvoimaloista koskee sitä, mitä tehdä näille radioaktiivisille elementeille. Yhdysvaltain hallituksen suosima ratkaisu on haudata materiaali syvälle vuoren alle, jossa se teoriassa olisi riittävän eristetty vahingoittamasta.
Ydinfissio sekoitetaan joskus ydinfuusioon. Atomien ydin jakautuu halkeamissa, mutta ne yhdistetään ydinfuusioksi. Molemmat tekniikat voivat tuottaa huomattavan määrän energiaa. Ydinfissio on prosessi, joka luo useita ytimiä ja atomeja yhdestä. Ydinfuusio on lähes päinvastainen, jossa useat atomit kokoontuvat yhteen luomaan yhden raskaamman ytimen.