Fisi nuklir memecah atom berat menjadi atom yang lebih ringan. Ketika sebuah neutron menumbuk inti uranium-235, inti tersebut menyerapnya dan menjadi tidak stabil. Inti tersebut terbelah, melepaskan energi, lebih banyak neutron, dan unsur-unsur yang lebih ringan. Neutron-neutron tersebut dapat memicu pemecahan lebih lanjut, menciptakan reaksi berantai.

Energi yang dilepaskan sangat besar. Membelah satu kilogram uranium-235 melepaskan sekitar 24 juta kilowatt-jam panas. Membakar satu kilogram batu bara melepaskan sekitar 8 kilowatt-jam. Rasio tersebut menjelaskan mengapa bahan bakar nuklir sangat kompak dan mengapa reaktor hanya membutuhkan sedikit bahan bakar.

Mengendalikan reaksi berantai adalah tantangan rekayasa. Batang kendali menyerap neutron dan memperlambat reaksi. Moderator memperlambat neutron sehingga lebih mungkin memecah inti atom. Pendingin membawa panas untuk menghasilkan uap. Jika kendali hilang, reaksi dapat berakselerasi secara berbahaya, seperti yang terjadi di Chernobyl pada tahun 1986.

Konsep-konsep kunci

• Reaksi berantai
• Massa kritis
• Batang kendali
• Moderator
• Penyuburan