Подобно тому, как традиционные теплоэлектростанции вырабатывают энергию путем использования тепловой энергии, полученной от сжигания ископаемого топлива, атомные электростанции преобразуют энергию, выделенную ядром атома, обычно посредством ядерного деления.
Когда относительно большое делящееся атомное ядро (чаще всего уран-235 или плутоний-239) поглощает нейтрон, происходит расщепление атома. Атом разделяется на два и более ядра, меньших по размеру и имеющих кинетическую энергию. Одновременно выделяются гамма-излучение и свободные нейтроны. Часть этих нейтронов впоследствии может быть поглощена другими делящимися атомами, которые, в свою очередь, выделают еще больше нейтронов и т.д.
Скорость цепной ядерной реакции можно контролировать с помощью иодной ямы и замедления нейтронов. Таким образом, изменяется количество нейтронов, которые будут участвовать в реакции. Как правило, ядерные реакторы оснащены автоматическими и ручными системами для прекращения процесса деления в случае обнаружения опасного состояния.
Система охлаждения отводит тепло от активной зоны реактора и доставляет его в другую часть электростанции, где термальная энергия может применяться для получения электричества или выполнения другой полезной работы. Обычно горячая жидкость используется как источник нагрева котла, из которого выходит пар под давлением. Данный пар приводит в движение турбины, подключенные к электрогенератору.
Существует множество различных типов ядерного реактора. Каждый из них использует свои виды топлива, охлаждающей жидкости и схемы управления. Некоторые модели проектируются специально под конкретные цели. Например, реакторы для атомных подводных лодок и больших кораблей используют в качестве топлива высокообогащенный уран. Он увеличивает эффективность реактора и продолжительность эксплуатации загруженного топлива, но в то же время более дорогой и повышает угрозу распространения ядерного оружия, т.к. используется в производстве последнего.
{odnaknopka}