Wraz ze wzrostem liczby atomowej zwiększa się stosunek liczby neutronów do liczby protonów w jądrach. Obserwacje pokazały, że jądra ciężkie chętnie emitują promieniowanie alfa zmniejszając w ten sposób swoją masę. Widać więc, że są one znacznie mniej trwałe niż jądra pierwiastków lżejszych.

Reakcjom rozszczepienia jąder ciężkich a także reakcjom syntezy jąder lekkich towarzyszy wydzielanie się energii. Po raz pierwszy potwierdzili to Hahn i Strassman w roku 1939 przeprowadzając pierwsze udane rozszczepienie. Doświadczenie przez nich przeprowadzane polegało na bombardowaniu neutronami jąder uranu. W badanych próbkach stwierdzili oni obecność baru.

W podobny sposób rozszczepiają się jądra toru.

Dla jąder lekkich stosunek liczby neutronów do liczby protonów jest mniejszy niż dla jąder ciężkich. Dlatego też gdy dochodzi do reakcji rozszczepienia czyli podziału jądra ciężkiego na dwa lżejsze ten nadmiar neutronów musi się gdzieś podziać. Zazwyczaj więc takiej reakcji towarzyszy wydzielenie dwóch lub trzech neutronów.

Powstałe neutrony mogą następnie reagować z innymi jądrami powodując kolejne reakcje rozszczepienia. Tak zostaje zapoczątkowana jądrowa reakcja łańcuchowa. Gdy jąder uranu jest bardzo dużo to może dojść do tzw. reakcji lawinowej. Właśnie na zasadzie takiej reakcji działa bomba atomowa. Gdy doszło do wybuchu II wojny światowej wtedy walczące strony zaczęły upatrywać w energii jądrowej sposobu nie tylko na wygranie wojny, ale także zdobycia władzy nad światem. W Stanach Zjednoczonych rozpoczęto realizację tzw. projektu Manhattan, którego celem była konstrukcja bomby atomowej. W zespole pracującym przy tym projekcie znalazł się sam Albert Einstein. Opracowanie samej procedury konstrukcji takiej bomby w zasadzie nie stanowiło większego problemu. Problem leżał i leży do tej pory w posiadaniu odpowiedniej ilości materiału rozszczepialnego. Mogą to być izotopy: uranu 235 lub plutonu 239. Wbrew pozorom taką ilość, która pozwoli na konstrukcję bomby bardzo trudno jest zgromadzić w sposób niezauważony, ponieważ materiał rozszczepialny na świecie podlega stałej kontroli.

Na początku wybuchu bomby atomowej widoczny jest bardzo silny błysk, który przekształca się w kulę z ognia. Panująca wewnątrz temperatura jest bardzo wysoka, sięga nawet kilkudziesięciu milionów stopni. Wszystko co znajduje się w zasięgu takiej ognistej kuli ulega wyparowaniu, natomiast w otoczeniu nawet do kilku kilometrów wszystko się spala. Jednak nie to jest najgroźniejsze. Następuje intensywne rozprężanie gorącego powietrza, które rozprzestrzenia się w postaci fali uderzeniowej, która pali wszystko co się znajdzie na jej drodze. Podczas wybuchu powstaje również promieniowanie neutronowe i elektromagnetyczne. Powoduje ono napromienienie ziemi i wszystkiego co znajduje się w okolicach wybuchu. Tworzą się izotopy promieniotwórcze. Taki opad promieniotwórczy może rozprzestrzeniać się na znaczne obszary i powodować skażenia wód i obszarów lądowych. Mimo, że o katastrofalnych skutkach użycia bomby atomowej wszyscy przekonali się podczas spuszczenia bomby na Hiroszimą i Nagasaki wydaje się, że nikt nie wyciągnął wniosków z tych wydarzeń. Ciągle bowiem trwa wyścig zbrojeń i kolejne państwa chcą wejść w posiadanie broni jądrowej.

Produkty rozszczepienia jąder atomowych mogą być bardzo różne. I tak np. dla izotopu uranu 235 przedział liczb masowych powstałych produktów wynosi 72 - 161. Oczywiście nie każde powstają w takim samym procencie. Zdecydowanie najwięcej jest jąder o liczbach masowych wynoszących około 95 i około 140.

Podział energii rozszczepienia takiego jądra uranu jest następujący: około 85 procent przypada na powstałe nowe lżejsze jądra. Natomiast około 12 procent energii wydziela się w postaci energii promieniowania.

Na reakcjach rozszczepienia opiera się działanie reaktora jądrowego. Jednakże w takich reaktorach kontroluje się reakcje rozszczepienia przez wychwyt nadmiarowych neutronów. Dzieje się tak dzięki stosowaniu specjalnych prętów wykonanych z kadmu bądź boru.

Konieczna jest również moderacja czyli wyhamowywanie zbyt szybkich neutronów. W tym celu wykorzystuje się grafit lub ciężką wodę. Robi się tak ponieważ neutrony o zbyt dużej energii są mało skuteczne w reakcjach rozszczepienia. W reakcji rozszczepienia jednego jądra uranu uwalniana jest energia rzędu 200 MeV. Widać więc jak ogromny potencjał kryją w sobie jądra niektórych izotopów. Ważne jest jednak umiejętne jego wykorzystanie.