کشف نوترون منادی عصر اتمی بشر بود، زیرا در دستان فیزیکدانان ذره ای وجود داشت که به دلیل عدم وجود بار، قادر بود به هر هسته، حتی سنگین، نفوذ کند. در جریان آزمایشات بمباران هسته های اورانیوم توسط نوترون ها که توسط فیزیکدان ایتالیایی E. Fermi انجام شد، ایزوتوپ های رادیواکتیو و عناصر فرااورانیوم، نپتونیوم و پلوتونیوم به دست آمد. بنابراین، ایجاد یک راکتور هسته ای امکان پذیر شد - تاسیساتی که از نظر قدرت انرژی از هر چیزی که قبلا توسط بشر ساخته شده بود، پیشی می گیرد.
راکتور هسته ای دستگاهی است که در آن یک واکنش شکافت هسته ای کنترل شده بر اساس اصل زنجیره ای انجام می شود. این اصل به شرح زیر است. هسته های اورانیوم که توسط نوترون ها بمباران می شوند، تجزیه می شوند و چندین نوترون جدید تشکیل می دهند که به نوبه خود باعث شکافت هسته های زیر می شوند. در این فرآیند تعداد نوترون ها به سرعت افزایش می یابد. نسبت تعداد نوترون ها در یک فاز شکافت به تعداد نوترون هامرحله قبلی فروپاشی هسته ای ضریب ضرب نامیده می شود.
برای کنترل یک واکنش هسته ای به یک راکتور هسته ای نیاز است که در نیروگاه های هسته ای، زیردریایی ها، یخ شکن های هسته ای، در تاسیسات هسته ای آزمایشی و غیره استفاده می شود. یک واکنش هسته ای کنترل نشده به ناچار منجر به انفجار قدرت مخرب عظیم می شود. این نوع واکنش زنجیره‌ای منحصراً در بمب‌های هسته‌ای استفاده می‌شود که انفجار آن هدف فروپاشی هسته‌ای است.
راکتور اتمی که در آن نوترون های آزاد شده با سرعت زیادی حرکت می کنند، به منظور کنترل واکنش، مجهز به مواد خاصی است که بخشی از انرژی ذرات بنیادی را جذب می کند. چنین موادی که توانایی کاهش سرعت و اینرسی نوترون ها را دارند، تعدیل کننده واکنش هسته ای نامیده می شوند.
اصل کار یک راکتور هسته ای به شرح زیر است. حفره های داخلی راکتور با آب مقطری که در داخل لوله های مخصوص در گردش است پر می شود. هنگامی که میله های گرافیتی از منطقه فعال خارج می شوند، راکتور هسته ای به طور خودکار روشن می شود که بخشی از انرژی نوترون را جذب می کند. با شروع یک واکنش زنجیره ای، مقدار زیادی انرژی حرارتی آزاد می شود که با گردش در هسته راکتور، به عناصر سوخت می رسد. در همان زمان، آب تا دمای 320 oC گرم می شود.
سپس، آب مدار اولیه که از طریق لوله های مولد بخار به داخل حرکت می کند، انرژی حرارتی دریافتی از هسته را می دهد.راکتور، آب مدار ثانویه، در حالی که با آن در تماس نیست، که از ورود ذرات رادیواکتیو به خارج از سالن راکتور جلوگیری می کند.
فرایند بعدی با آنچه در هر نیروگاه حرارتی اتفاق می افتد تفاوتی ندارد - آب مدار ثانویه که به بخار تبدیل شده است به توربین ها چرخش می دهد. و توربین‌ها ژنراتورهای الکتریکی غول‌پیکر را فعال می‌کنند که برق تولید می‌کنند.
رآکتور هسته ای یک اختراع صرفاً انسانی نیست. از آنجایی که قوانین فیزیک یکسان در سراسر جهان اعمال می شود، انرژی فروپاشی هسته ای برای حفظ ساختار منظم کیهان و حیات روی زمین ضروری است. راکتور هسته ای طبیعی ستاره ها هستند. و یکی از آنها خورشید است که با انرژی همجوشی گرما هسته ای خود همه شرایط را برای پیدایش حیات در سیاره ما ایجاد کرد.
