الانشطار النووي هو عملية انقسام الذرة الثقيلة إلى ذرات أخف. عندما يصطدم نيوترون بنواة اليورانيوم-235، تمتصه النواة وتصبح غير مستقرة. فتنشطر، مطلقةً طاقةً ونيوتروناتٍ إضافيةً وعناصر أخف. ويمكن لهذه النيوترونات أن تُحفز المزيد من الانقسامات، مُحدثةً تفاعلاً متسلسلاً.

الطاقة المنبعثة هائلة. فكسر كيلوغرام واحد من اليورانيوم-235 يُطلق حوالي 24 مليون كيلوواط ساعة من الحرارة. بينما يُطلق حرق كيلوغرام واحد من الفحم حوالي 8 كيلوواط ساعة. هذه النسبة تُفسر سبب صغر حجم الوقود النووي، وسبب احتياج المفاعلات لكميات قليلة منه.

يُعدّ التحكم في التفاعل المتسلسل التحدي الهندسي. تمتص قضبان التحكم النيوترونات وتُبطئ التفاعل. أما المهدئات فتُبطئ النيوترونات لزيادة احتمالية انشطار النوى. وينقل سائل التبريد الحرارة بعيدًا لإنتاج البخار. في حال فقدان السيطرة، قد يتسارع التفاعل بشكل خطير، كما حدث في تشيرنوبيل عام 1986.

المفاهيم الأساسية

• تفاعل متسلسل
• الكتلة الحرجة
• قضبان التحكم
• المشرف
• الإثراء