Oppdagelsen av nøytronet var en forvarsel om menneskehetens atomæra, siden det i hendene på fysikere var en partikkel som, på grunn av fraværet av en ladning, var i stand til å trenge inn i alle, til og med tunge, kjerner. I løpet av eksperimenter på bombardement av urankjerner med nøytroner, utført av den italienske fysikeren E. Fermi, ble det oppnådd radioaktive isotoper og transuraniske elementer, neptunium og plutonium. Dermed ble det mulig å lage en atomreaktor – en installasjon som i sin energikraft overgår alt som tidligere ble skapt av menneskeheten.
En atomreaktor er et apparat hvor det foregår en kontrollert kjernefysisk fisjonsreaksjon, basert på kjedeprinsippet. Dette prinsippet er som følger. Urankjernene bombardert av nøytroner forfaller og danner flere nye nøytroner, som igjen forårsaker fisjon av følgende kjerner. I denne prosessen øker antallet nøytroner raskt. Forholdet mellom antall nøytroner i en fisjonsfase og antall nøytronerden forrige fasen av kjernefysisk forfall kalles multiplikasjonsfaktoren.
For at en atomreaksjon skal kontrolleres, trengs en atomreaktor, som brukes i atomkraftverk, ubåter, atomisbrytere, i eksperimentelle atomanlegg m.m. En ukontrollert kjernefysisk reaksjon fører uunngåelig til en eksplosjon av kolossal destruktiv kraft. Denne typen kjedereaksjoner brukes utelukkende i atombomber, hvis eksplosjon er målet for kjernefysisk forfall.
Atomreaktor, der de frigjorte nøytronene beveger seg i stor hastighet, for å kontrollere reaksjonen, er den utstyrt med spesielle materialer som absorberer deler av energien til elementærpartikler. Slike materialer, som har evnen til å redusere hastigheten og tregheten til nøytroner, kalles nukleære reaksjonsmoderatorer.
Prinsippet for drift av en atomreaktor er som følger. De indre hulrommene i reaktoren er fylt med destillert vann som sirkulerer inne i spesielle rør. Atomreaktoren slår seg automatisk på når grafittstaver fjernes fra den aktive sonen, som absorberer deler av nøytronenergien. Med starten av en kjedereaksjon frigjøres en enorm mengde termisk energi, som sirkulerer i reaktorkjernen og når brenselelementene. Samtidig varmes vannet opp til en temperatur på 320 oС.
Deretter avgir vannet i primærkretsen, som beveger seg innover gjennom rørene til dampgeneratoren, den termiske energien som mottas fra kjernenreaktor, sekundærkretsvann, uten å komme i kontakt med det, noe som utelukker inntrengning av radioaktive partikler utenfor reaktorhallen.
Den videre prosessen er ikke forskjellig fra det som skjer ved et hvilket som helst termisk kraftverk - vannet i sekundærkretsen, som har blitt til damp, gir rotasjon til turbinene. Og turbinene aktiverer gigantiske elektriske generatorer, som genererer strøm.
Atomreaktoren er ikke en rent menneskelig oppfinnelse. Siden de samme fysikkens lover gjelder i hele universet, er energien til kjernefysisk forfall nødvendig for å opprettholde den ordnede strukturen til kosmos og livet på jorden. Naturlige naturlige atomreaktorer er stjerner. Og en av dem er Solen, som med sin energi av termonukleær fusjon skapte alle forutsetninger for fremveksten av liv på planeten vår.
