Energię zamkniętą w jądrach atomowych można wyzwolić na dwa sposoby: poprzez rozszczepianie jąder ciężkich lub tzw. fuzję (czyli łączenie) jąder lekkich. Oba te procesy stawiają przed nami całkowicie odmienne wyzwania. Pierwszy rusza z miejsca sam z siebie i sam z siebie nabiera tempa. Jeśli ma utrzymać stałą wydajność, musimy go nieustannie hamować. Drugi nie rozpocznie się bez potężnego bodźca, a pozostawiony sam sobie wygaśnie. Jeśli ma utrzymać stałą wydajność, musimy go nieustannie podtrzymywać. Prostą konsekwencją tych własności jest fundamentalna różnica między bazującym na rozszczepieniach reaktorem jądrowym i reaktorem fuzyjnym (nazywanym też termonuklearnym lub termojądrowym). Ten pierwszy może wymknąć się spod kontroli, choć przy obecnym stanie techniki jest to mało prawdopodobne. Utrata kontroli nad tym drugim spowoduje jego samoczynne wyłączenie.
Jądro atomowe daje się w uproszczeniu opisać jako zwarta grupa obdarzonych dodatnim ładunkiem elektrycznym protonów i pozbawionych ładunku neutronów (wyjątkiem jest utworzone z pojedynczego protonu jądro najlżejszego izotopu wodoru). W obrębie tej grupy wzajemne odpychanie się protonów jest równoważone przez przyciągającą siłę związaną z tzw. oddziaływaniem jądrowym. W niektórych pierwiastkach równowaga ta bywa jednak na tyle chwiejna, że dochodzi do ich spontanicznego rozpadu. Należy do nich m.in. uran, którego jądra mogą samoistnie rozpadać się na dwa lub trzy fragmenty. Te nowo powstałe fragmenty odpychają się tak silnie, że błyskawicznie „odskakują” od siebie, osiągając prędkość ok. 10 tys. km/s. Podczas rozpadu zostają uwolnione dwa lub trzy neutrony, które – jako pozbawione ładunku – mogą łatwo przeniknąć do jąder znajdujących się w pobliżu, przenosząc swego rodzaju „zarazę”.