Rozszczepienie jądrowe rozszczepia ciężki atom na lżejsze. Kiedy neutron uderza w jądro uranu-235, jądro go absorbuje i staje się niestabilne. Rozszczepia się, uwalniając energię, więcej neutronów i lżejsze pierwiastki. Te neutrony mogą wywołać kolejne rozszczepienia, tworząc reakcję łańcuchową.

Uwolniona energia jest ogromna. Rozdzielenie jednego kilograma uranu-235 uwalnia około 24 milionów kilowatogodzin ciepła. Spalenie jednego kilograma węgla uwalnia około 8 kilowatogodzin. Ten stosunek wyjaśnia, dlaczego paliwo jądrowe jest tak kompaktowe i dlaczego reaktory potrzebują go tak mało.

Kontrolowanie reakcji łańcuchowej stanowi wyzwanie inżynieryjne. Pręty sterujące pochłaniają neutrony i spowalniają reakcję. Moderatory spowalniają neutrony, zwiększając prawdopodobieństwo rozbicia jąder. Chłodziwo odprowadza ciepło, wytwarzając parę. Utrata kontroli może doprowadzić do niebezpiecznego przyspieszenia reakcji, jak miało to miejsce w Czarnobylu w 1986 roku.

Kluczowe koncepcje

• Reakcja łańcuchowa
• Masa krytyczna
• Pręty sterujące
• Moderator
• Wzbogacenie