Fissio on atomin ytimen jakaminen kahteen tai useampaan vaaleampaan ytimeen, joita seuraa energia release. Alkuperäistä raskasta atomia kutsutaan emäytimeksi ja kevyempiä ytimiä ovat tytärydyt. Fissio on eräänlainen ydinreaktio, joka voi tapahtua spontaanisti tai seurauksena hiukkasesta, joka iskee atominukkaan.
Fissio tapahtuu sillä, että energia vääristää tasapainoa staattisen heikentymisen välillä positiivisesti varautuneiden protonien ja protoneja ja neutroneja pitävän voimakkaan ydinvoiman välillä yhdessä. Ydin värähtelee, joten torjunta voi ylittää lyhyen kantaman vetovoiman aiheuttaen atomin jakautumisen.
Massanmuutos ja energian vapautuminen tuottavat pienempiä ytimiä, jotka ovat vakaampia kuin alkuperäinen raskasydin. Tytärytimet voivat kuitenkin olla edelleen radioaktiivisia. Ydinfission avulla vapautuva energia on huomattavaa. Esimerkiksi yhden kilogramman uraanin hajoaminen vapauttaa yhtä paljon energiaa kuin polttamalla noin neljä miljardia kiloa hiiltä.
Fission välttämiseksi tarvitaan energiaa. Joskus tämä tapahtuu luonnollisesti alkuaineen radioaktiivisesta hajoamisesta. Muina aikoina ytimeen lisätään energiaa ydinvoimaa sitovan energian voittamiseksi, joka pitää protonit ja neutronit yhdessä. Ydinvoimalaitoksissa energiset neutronit ohjataan näytteeseen
isotooppi uraani-235. Neutronien välinen energia voi aiheuttaa uraanin ytimen rikkoutumisen millä tahansa monella eri tavalla. Yhteinen fissioreaktio tuottaa barium-141: n ja krypton-92: n. Tässä nimenomaisessa reaktiossa yksi uraanin ydin murtuu bariumydämeksi, kryptonydäkseksi ja kahdeksi neutroniksi. Nämä kaksi neutronia voivat jatkaa muiden uraaninytimien jakautumista, mikä johtaa ydinketjureaktioon.Ketjureaktion esiintyminen riippuu vapautuneiden neutronien energiasta ja siitä, kuinka lähellä naapuri uraaniatomeja ovat. Reaktiota voidaan hallita tai moderoida lisäämällä aine, joka absorboi neutroneja ennen kuin ne voivat reagoida useamman uraaniatomin kanssa.