नाभिकीय विखंडन से एक भारी परमाणु हल्के परमाणुओं में टूट जाता है। जब एक न्यूट्रॉन यूरेनियम-235 के नाभिक से टकराता है, तो नाभिक उसे अवशोषित कर लेता है और अस्थिर हो जाता है। यह टूट जाता है, जिससे ऊर्जा, अधिक न्यूट्रॉन और हल्के तत्व निकलते हैं। ये न्यूट्रॉन और अधिक विखंडन को प्रेरित कर सकते हैं, जिससे एक श्रृंखला अभिक्रिया शुरू हो जाती है।

इससे निकलने वाली ऊर्जा बहुत अधिक होती है। एक किलोग्राम यूरेनियम-235 को विखंडित करने से लगभग 24 मिलियन किलोवाट-घंटे ऊष्मा निकलती है। वहीं, एक किलोग्राम कोयले को जलाने से लगभग 8 किलोवाट-घंटे ऊष्मा निकलती है। यह अनुपात बताता है कि परमाणु ईंधन इतना सघन क्यों होता है और रिएक्टरों को इसकी इतनी कम मात्रा की आवश्यकता क्यों होती है।

श्रृंखला अभिक्रिया को नियंत्रित करना इंजीनियरिंग की सबसे बड़ी चुनौती है। नियंत्रण छड़ें न्यूट्रॉन को अवशोषित करके अभिक्रिया की गति धीमी कर देती हैं। मॉडरेटर न्यूट्रॉन की गति को कम करते हैं जिससे उनके नाभिक को विखंडित करने की संभावना बढ़ जाती है। शीतलक ऊष्मा को दूर ले जाकर भाप बनाता है। यदि नियंत्रण खो जाए, तो अभिक्रिया खतरनाक रूप से तेज हो सकती है, जैसा कि 1986 में चेर्नोबिल में हुआ था।

महत्वपूर्ण अवधारणाएं

• श्रृंखला अभिक्रिया
• क्रांतिक द्रव्यमान
• नियंत्रण छड़ें
• मध्यस्थ
• समृद्ध