Reazioni nucleari sono simili alle reazioni chimiche nella struttura, ma differiscono notevolmente in termini di grandezza. Secondo Kenneth R. Koehler, un atomo che ha subito una reazione nucleare reagirà la stessa chimicamente come uno che non aveva. Ci sono quattro forme di base di reazioni nucleari: fissione nucleare, fusione nucleare, decadimento radioattivo e cattura di neutroni.
Fissione nucleare
La reazione nucleare in cui gli atomi sono divisi in particelle subatomiche più piccole, è noto come fissione nucleare. Fissione nucleare è spesso causa di neutroni liberi, o non associati neutroni e più spesso si verifica tramite bombardamento di neutroni che è l'esposizione di un atomo gratuita neutroni. Quando l'atomo si divide, la massa delle due parti è inferiore alla massa dell'atomo intero. L'energia di legame del nucleo liberato spiega questa occorrenza. In una reazione di fissione nucleare, l'output di energia dell'atomo è aumentato a quantità fenomenale. Con alcuni isotopi di elementi come uranio e plutonio, l'energia di uscita potenzialmente raggiunge 200 milioni di elettronvolt.
Fusione nucleare
La reazione nucleare in cui due nuclei leggeri sono squeezed insieme per formare un nucleo più pesante è noto come fusione nucleare. Fusione nucleare non si verifica naturalmente sulla terra, ma suoi sottoprodotti possono essere osservati e ritenuti come luce e calore rispettivamente dal sole. Proprio come la fissione nucleare, l'uscita di energia aumenta. Ciò si verifica perché la somma della massa dei due nuclei fusione è maggiore la massa del nucleo prodotto. Il restante massa è convertita in energia e rilasciato. Secondo Lawrence Berkeley National Laboratories, l'energia prodotta dalla fusione nucleare può raggiungere livelli fino a 1 milione di volte maggiori la tipica reazione chimica.
Decadimento radioattivo
Il decadimento radioattivo è una reazione nucleare in cui il nucleo di un atomo si rompe a causa di instabilità dell'atomo causata dal vincolo essendo troppo debole per tenere insieme il nucleo. Questa ripartizione cause e aumento della produzione di energia e il rilascio della materia. Tre categorie di decadimento radioattivo sono conosciute oggi: decadimento alfa, decadimento beta e gamma decadimento.
Cattura neutronica
La reazione nucleare nota come cattura neutronica comincia molto simile a quello Fissione nucleare in quanto nucleo dell'atomo è esposto a un neutrone libero. Tuttavia, questo neutrone lento non causa il nucleo instabile ma semplicemente induce a diventare radioattivi. L'iniziale e prodotto gli atomi sono conosciuti come isotopi, o atomi con diversa struttura nucleare atomico, il numero di protoni e neutroni nel nucleo, dello stesso elemento. L'assorbimento del neutrone lento nel nucleo provoca una rapida emissione di energia elettromagnetica.
Fattore di aumento comune
Il fattore comune a quattro tipi di reazioni nucleari è l'aumento della produzione di energia. Ognuno ha un proprio unici metodi e livelli di energia emessa.