V minulé části seriálu jsme si vysvětlili průběh štěpné řetězové reakce. Neukázali jsme si však, jak se při ní uvolňuje jaderná energie. A to bude náplní tohoto dílu.

Jádro se skládá z tzv. nukleonů, kterými jsou protony a neutrony. Na počátku 20. stol. se při použití tzv. hmotnostního spektrografu zjistilo, že celková hmotnost jádra je nižší než je součet hmotností jednotlivých nukleonů. Tento rozdíl ve hmotnosti se často nazývá hmotnostní schodek jádra. Tento schodek souvisí s tzv. vazebnou energií jádra, která drží jednotlivé nukleony v jádře pohromadě.

Bez této vazebné energie by se jádro rozlétlo díky působení coulombovské (elektrické) odpudivé síly, která má původ v kladně nabitých protonech. To, že se tedy jádro nerozpadne vlivem této odpudivé síly způsobuje ona vazebná energie prostřednictvím tzv. silné interakce.

Při spojení jednotlivých nukleonů v jádro se tato vazebná energie uvolní, k rozdělení jádra na jednotlivé nukleony musíme naopak tuto energii dodat. Vazebná energie je však pro každé jádro jinak velká. Je zřejmé, že s rostoucím počtem nukleonů roste i tato energie, avšak závislost vazebné energie na počtu nukleonů není lineární díky různé struktuře jader. Nejlépe je tato nelinearita pozorovatelná na tzv. střední vazebné energii, což je část vazebné energie jádra připadající na jeden nukleon.

Z grafu závislosti střední vazebné energie na nukleonovém čísle je vidět, že jadernou energii můžeme uvolnit dvěma způsoby. Štěpením těžkých prvků nebo syntézou (slučováním) lehkých prvků. Při štěpení těžkého jádra vznikají dvě jádra prvků lehčích a 2-3 neutrony. z grafu je vidět, že lehčí jádra (uprostřed) mají střední vazebnou energii vyšší než jádra těžká (pravý kraj grafu) a právě rozdíl těchto energií se při štěpení uvolní ve formě kinetické (pohybové) energie štěpných produktů a neutronů. Tyto produkty štěpení narážejí na okolní jádra paliva a dalších materiálů v aktivní zóně reaktoru a tím je zahřívají.

Druhou možností je slučovat jádra lehkých prvků (levý okraj grafu) s nižší střední vazebnou energií na jádra středně těžká s vyšší střední vazebnou energií. Opět se uvolní energie rovná rozdílu těchto středních vazebních energií. To je princip jaderné fúze.