Деление тяжёлых ядер в природе происходит, например, посредством цепной реакции, когда при распаде ядра выделяются частицы (нейтроны), способные вызвать реакцию деления других ядер. 2 Это возможно, если масса ядерного топлива превышает минимальную критическую массу. 2

Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами). 4 В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном, альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. 4

Пример: на основе деления тяжёлых элементов (урана и плутония) работают атомные электростанции. 2

Синтез лёгких ядер в природе происходит, например, в недрах звёзд, где достигаются температуры, подходящие для синтеза ядер. 1 Основным процессом, при котором происходит освобождение термоядерной энергии в звёздах, является превращение водорода в гелий. 3

Ядерный синтез — процесс слияния двух атомных ядер с образованием нового, более тяжёлого ядра. 4 Без подвода внешней энергии слияние ядер невозможно, так как положительно заряженные ядра испытывают силы электростатического отталкивания — это так называемый «кулоновский барьер». 4

Такие условия могут сложиться в двух случаях: 4

1. Если атомные ядра (ионы, протоны или α-частицы), обладающие большой кинетической энергией, встречают на своём пути другие атомные ядра. 4 В природе это возможно, например, при столкновении частиц ионизированного газа, например, в ионосфере Земли, с частицами космических лучей. 4
2. Если вещество нагревается до чрезвычайно высоких температур в звезде или термоядерном реакторе. 4