Las reacciones químicas difieren de las reacciones nucleares en los diversos aspectos.
En las reacciones químicas, el reordenamiento de los electrones más externos del átomo tiene lugar mientras los núcleos permanecen sin afectar. Por lo tanto, no se produce ningún cambio en las especies atómicas que participan en la reacción química. En otras palabras, no se forman nuevas especies atómicas en la reacción química.
Por otro lado, en las reacciones nucleares, se producen cambios en el número de nucleones presentes en el núcleo y, en consecuencia, se forman nuevas especies atómicas, por lo que las reacciones nucleares provocan la transmutación atómica.
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La cantidad de energía liberada en las reacciones nucleares es un millón de veces mayor que la producida en las reacciones químicas. Esto se debe a que en las reacciones nucleares, a diferencia de las reacciones químicas, se produce una pérdida de masa pequeña pero medible. Esta pérdida de masa se convierte en energía, llamada energía de reacción nuclear.