Phân hạch hạt nhân tách một nguyên tử nặng thành các nguyên tử nhẹ hơn. Khi một neutron va chạm với hạt nhân urani-235, hạt nhân hấp thụ nó và trở nên không ổn định. Nó phân tách, giải phóng năng lượng, thêm neutron và các nguyên tố nhẹ hơn. Những neutron này có thể kích hoạt thêm các vụ phân tách khác, tạo ra phản ứng dây chuyền.

Năng lượng giải phóng là rất lớn. Phân tách một kilogram uranium-235 giải phóng khoảng 24 triệu kilowatt-giờ nhiệt. Đốt một kilogram than đá giải phóng khoảng 8 kilowatt-giờ. Tỷ lệ đó giải thích tại sao nhiên liệu hạt nhân lại nhỏ gọn và tại sao các lò phản ứng chỉ cần một lượng rất nhỏ.

Kiểm soát phản ứng dây chuyền là một thách thức kỹ thuật. Thanh điều khiển hấp thụ neutron và làm chậm phản ứng. Chất làm chậm neutron khiến chúng dễ phân tách hạt nhân hơn. Chất làm mát mang nhiệt đi để tạo thành hơi nước. Nếu mất kiểm soát, phản ứng có thể tăng tốc một cách nguy hiểm, như đã xảy ra ở Chernobyl năm 1986.

Khái niệm chính

• Phản ứng dây chuyền
• Khối lượng tới hạn
• Thanh điều khiển
• Người điều phối
• Làm giàu