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La fusión de núcleo es el término con el que se designa a un tipo de accidente grave en un reactor nuclear, en el que, al calentarse, el combustible cambia de estado sólido a líquido, lo cual puede producirse por un aumento de potencia o por imposibilidad de ser refrigerado. No debe confundirse con el término fusión nuclear, cuyo significado hace referencia a la unión de átomos.
La fusión de núcleo ocurre cuando los sistemas de seguridad de una central nuclear fallan y provocan que la reacción nuclear deje de ser controlada, conllevando que la temperatura dentro del núcleo de la central aumente vertiginosamente y pueda provocar la fusión de los materiales radiactivos, usualmente uranio o plutonio. La fusión de núcleo es el accidente más temido, debido a que puede provocar el colapso de la estructura del reactor, y con ello expulsar gran cantidad de materiales radiactivos al medio ambiente si hay algún tipo de explosión o si se filtran al subsuelo. Evidentemente, una fusión de núcleo implica, casi con total seguridad, la destrucción del reactor y la imposibilidad de su reparación.