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Con energia nucleare (detta anche energia atomica), si intende l'energia prodotta a seguito di tutti quei fenomeni fisici in cui si hanno trasformazioni nei nuclei atomici, detti reazioni nucleari.È una forma di energia che deriva da modifiche della struttura stessa della materia e, insieme alle fonti rinnovabili e alle fonti fossili, rappresenta una fonte di energia primaria, ovvero presente in natura e non derivata dalla trasformazione di un'altra forma di energia, per quanto sia stata considerata dalla Commissione europea non rinnovabile. Benché rappresenti in gran parte una forma di energia pulita dal punto di vista delle emissioni di anidride carbonica (CO2) in atmosfera, alternativa ai tradizionali combustibili fossili, presenta diversi altri problemi ambientali e di pubblica sicurezza per quanto riguarda i fenomeni connessi alle scorie radioattive, che possono mantenersi tali per circa diecimila anni. L'Agenzia internazionale per l'energia atomica (IAEA, International Atomic Energy Agency) si occupa di promuovere l'utilizzo pacifico dell'energia nucleare e di impedirne l'utilizzo per scopi militari, svolgendo funzioni di sorveglianza e controllo sulla sicurezza degli impianti nucleari esistenti e in realizzazione o progettazione.

L'ingegneria nucleare è una disciplina pioneristica nel dominio di applicazione dei fenomeni fisici fondamentali, per le necessità di una società avanzata. In particolare si interessa dello studio e dell'impiego di processi nucleari e radioattivi, ad esempio nella realizzazione, controllo e utilizzo dell'energia nucleare, oltre che in medicina nucleare e nella difesa nazionale. Risulta dunque una materia dalle svariate sfaccettature per cui si relaziona con altrettanti campi della fisica applicata quali il trasferimento del calore, la criogenia, l'idraulica, la scienza dei materiali e le reazioni chimiche applicate. Inoltre come nel caso di altri settori industriali (aerospaziale, chimico, meccanico ed elettronico) si imbatte spesso nell'analisi e nella modellizzazione di sistemi complessi talvolta troppo costosi da essere testati in laboratorio.Oltre a tutto ciò un ingegnere nucleare ha tra gli interessi primari lo studio degli imprevisti con cui si può avere a che fare nella realizzazione e nell'utilizzo dell'energia nucleare, che talvolta risultano catastrofici. Sono dunque significativi per questo settore scienze come: l'analisi del rischio, la radioprotezione e lo smaltimento di rifiuti radioattivi.Il tentativo di delinare nettamente un confine fra fisica nucleare e ingegneria nucleare nei loro primi anni non è banale. È opinione comune che questa disciplina nasca con la prima fissione nucleare da parte di Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassmann nel 1939. Tuttavia l'interesse di fisici e chimici inizò molti anni prima, agendo da preludio per tutto quello che oggi ricade nell'ambito dell'ingegneria nucleare.