In ingegneria energetica con energia nucleare si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha produzione di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici dette anche reazioni nucleari. Tale scoperta si deve ad Albert Einstein il primo scienziato che ha capito che dal nucleo si poteva ottenere energia.
L'energia nucleare, insieme alle fonti rinnovabili e le fonti fossili, è una fonte di energia primaria, ovvero è presente in natura e non deriva dalla trasformazione di altra forma di energia, ed è considerata una valida energia alternativa ai tradizionali combustibili fossili sebbene almeno in parte con maggiori problematiche e rischi per la sicurezza pubblica dovuti al fenomeno della radioattività. Esistono fondamentalmente due tipi di reazioni nucleari: di fissione e di fusione.
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L'energia nucleare è una fonte di energia alternativa molto controversa. Essa è certamente un'energia pulita in quanto le centrali nucleari non immettono nell’ambiente alcuna sostanza inquinante, né anidride carbonica né ossido di azoto nè zolfo, inoltre il nucleare, non usando combustibili fossili, ma uranio, riduce la dipendenza di petrolio dai paesi esteri. Ma al pari di questi numerosi vantaggi, vanno considerati i rischi elevati delle centrali nucleari. In caso di incidenti, le radiazioni di una centrale atomica comportano decessi per tumori e leucemie indotte, inoltre le scorie nucleari sono molto difficili da stoccare. I sottoprodotti della reazione di fissione sono, infatti, fortemente radioattivi ed hanno un lunghissimo tempo di decadimento. In ultimo, vi è il problema della localizzazione delle centrali che incontra molteplici resistenze da parte dei cittadini. In Italia, con il referendum del 1987 la popolazione si espresse contro il nucleare, ma oggi tale decisione è stata rivista e un accordo Italia-Francia ha determinato la ripresa del nucleare come fonte di energia alternativa.