Kernspaltung

Atomkerne mit vielen Kernbausteinen können jedoch gespalten werden. Die Massenzahl eines Atoms gibt die Anzahl der Kernbausteine an.

In Kernkraftwerken wird das Element Uran-235, Uran mit der Masse 235, gespalten, da es die meisten Protonen aller in der Natur vorkommenden Elemente hat.

Werden also Uran-235-Kerne mit Neutronen beschossen, so nehmen sie ein Neutron auf und ihre Massenzahl steigt auf 236.
Der so entstandene Kern ist nicht beständig, gerät ins Schwingen und fällt auseinander. Es entstehen Spaltprodukte mit kleineren Massenzahlen, also neue, meist radioaktive Elemente.

Bei einer Kernspaltung entstehen zwei neue Atome und zwei bis drei Neutronen. Diese freien Neutronen spalten automatisch weitere Kerne. Eine Kettenreaktion entsteht, bei der sehr viel Energie freigesetzt wird.

Kernfusion

Neben der Kernspaltung schwerer Atomkerne existiert noch ein weiterer Prozess, der Kernenergie freisetzt: Die Verschmelzung leichter Atomkerne, die sogenannte Kernfusion.

Gelingt es beispielsweise zwei Wasserstoffkerne - gegen die abstoßenden elektrischen Kräfte der Protonen - sehr nahe zusammen zu bringen, verschmelzen sie zu einem Helium-Kern. Dabei wird eine gewaltige Energiemenge frei. Wiederum viele Milliarden Mal mehr, als man zuvor zur Annäherung der Protonen aufbringen muss. Diese Reaktion kommt nur bei mehreren Millionen Grad in Gang. Erst dann ist die Geschwindigkeit der Protonen so groß, dass die abstoßenden Kräfte überwunden werden.

Kernfusion wird in Kernwaffen (Wasserstoffbombe) zur weiteren Verstärkung der vernichtenden Wirkung benutzt. Kernfusionswaffen entfalten bis zu 100.000 Tonnen TNT.