Sự phân hạch hạt nhân được sử dụng để tạo ra điện, cho thành phần hủy diệt của vũ khí hạt nhân và để phân hủy các nguyên tố phóng xạ thành các nguyên tố khác. Trong quá trình phân hạch hạt nhân, một nguyên tố phóng xạ bị phân hủy thành các nguyên tố nhẹ hơn. Quá trình này giải phóng năng lượng hạt nhân.
Sự phân hạch là một cách hiệu quả để tạo ra điện; Đầu vào điện từ 7 đến 8 triệu vôn tạo ra đầu ra điện 200 triệu vôn. Mặc dù hiệu quả của nó, năng lượng phân hạch hạt nhân không được triển khai rộng rãi do lo ngại về an toàn. Rủi ro của năng lượng phân hạch hạt nhân là tai nạn và rò rỉ phóng xạ trong khi lò phản ứng đang được sử dụng, cũng như các nguy cơ liên quan đến việc thải bỏ vật liệu hạt nhân còn sót lại.
Mặc dù rủi ro của các lò phản ứng hạt nhân là có thật, nhưng sự cố lò phản ứng không thể gây ra thiệt hại tương tự như vũ khí hạt nhân. Điều này là do các vật liệu phóng xạ trong vũ khí được làm giàu để cung cấp nhiều năng lượng hơn trong một vụ nổ duy nhất; nhiên liệu hạt nhân trong nhà máy điện nhằm mục đích sinh ra năng lượng thông qua nhiều phản ứng theo thời gian. Quá trình làm giàu tương tự này có nghĩa là trọng tải của vũ khí hạt nhân không phải là nguồn sản xuất năng lượng khả thi.
Ngược lại với phân hạch hạt nhân là phản ứng tổng hợp hạt nhân. Trong quá trình này, hai nguyên tố nhẹ hơn kết hợp với nhau để tạo thành một nguyên tố nặng hơn. Phản ứng nhiệt hạch tạo ra một lượng lớn năng lượng mà không để lại chất thải phóng xạ nguy hiểm nhưng không thể thực hiện được trong điều kiện trên Trái đất. Phản ứng nhiệt hạch đòi hỏi nhiệt độ và áp suất cao, chẳng hạn như phản ứng nhiệt hạch được tìm thấy trong mặt trời.
