Tai vyksta staiga – sprogstant atominei bombai arba lėtai, kai dalijimasis valdomas branduoliniame reaktoriuje.
1934 m. pirmą kartą stebėta, kaip vyksta dirbtinis urano branduolių dalijimasis. Italų fizikas Enrico Fermi atliko eksperimentą – apšaudė uraną neutronais – elementariosiomis dalelėmis, neturinčiomis elektros krūvio, tačiau to, kas vyko, paaiškinti negalėjo. Tik po ketverių metų tai padarė vokiečiai Otto Hahnas, Lise Meitner ir Fritzas Strassmannas.
Po urano apšaudymo neutronais eksperimentų jie nustatė, kad urano atomo branduoliai dalijasi, ir suprato, jog tai beveik neišsenkantis energijos šaltinis. Beje, savaiminis urano dalijimasis atrastas vėliau – 1940-aisiais Rusijoje.
Pirmasis branduolinis reaktorius – vadinamasis urano katilas – buvo paleistas 1942 m. gruodžio 2 d. Čikagos universiteto futbolo stadione vadovaujant E.Fermi. Eksperimentas buvo itin rizikingas, juk dėl mažiausios klaidos būtų įvykusi didžiulė katastrofa. Jis truko beveik visą dieną, o praėjus kelioms minutėms po branduolių dalijimosi reakcijos pradžios reaktorius buvo sustabdytas, jo galia siekė pusę vato.
Tačiau pirmasis branduolinės energijos panaudojimas visada bus siejamas su tragedija, nes tuo metu buvo galvojama apie ginklą, kuris padėtų įveikti nacistinę Vokietiją. 1945 m. rugpjūtį dvi atominės bombos buvo susprogdintos virš Japonijos miestų Hirošimos ir Nagasakio.
Pirmoji eksperimentinė branduolinė elektrinė pastatyta 1951 m. Aidaho valstijoje Amerikoje. 5 MW galios branduolinė elektrinė 1954 m. buvo paleista Obninske, Sovietų Sąjungoje.
Reaktoriuose naudojamas branduolinis kuras yra medžiagų mišinys, kurį dažniausiai sudaro uranas, toris ir reaktoriuje susidaręs antrinis branduolinis kuras plutonis. Branduolių dalijimosi reakcijos metu reaktoriuje susidaręs didžiulis energijos kiekis naudojamas elektros energijai gaminti. Kad reaktorius neperkaistų, jis aušinamas, pavyzdžiui, vandeniu arba dujomis.
Branduolinės elektrinės, gamindamos daug elektros energijos, neišmeta į atmosferą anglies dioksido ir nekenkia klimatui, tačiau palieka itin kenksmingų atliekų, kurių laidojimo problema vis dar neišspręsta. Be to, baimę kelia ir branduolinių elektrinių avarijų galimybė.
Lietuvoje Ignalinos atominė elektrinė pradėta statyti 1978 m., o pirmasis 1500 MW galios reaktorius paleistas 1983 m. 1993 m. šioje elektrinėje pagamintas rekordinis elektros energijos kiekis – 88 proc. visos reikalingos valstybei elektros. 2009 m. ji uždaryta.
