Otkriće neutrona bilo je preteča atomske ere čovječanstva, budući da se u rukama fizičara nalazila čestica sposobna, zbog odsutnosti naboja, prodrijeti u bilo koje, čak i teške, jezgre. Tijekom pokusa bombardiranja jezgri urana neutronima, koje je proveo talijanski fizičar E. Fermi, dobiveni su radioaktivni izotopi i transuranski elementi, neptunij i plutonij. Tako je postalo moguće stvoriti nuklearni reaktor - instalaciju koja svojom energetskom snagom nadmašuje sve što je prije stvorilo čovječanstvo.
Nuklearni reaktor je aparat u kojem se odvija kontrolirana reakcija nuklearne fisije, temeljena na principu lanca. Ovaj princip je sljedeći. Jezgre urana bombardirane neutronima se raspadaju i stvaraju nekoliko novih neutrona, koji zauzvrat uzrokuju fisiju sljedećih jezgri. U tom procesu se broj neutrona brzo povećava. Omjer broja neutrona u jednoj fazi fisije i broja neutronaprethodna faza nuklearnog raspada naziva se faktor množenja.
Da bi se nuklearna reakcija mogla kontrolirati, potreban je nuklearni reaktor koji se koristi u nuklearnim elektranama, podmornicama, nuklearnim ledolomcima, u eksperimentalnim nuklearnim postrojenjima itd. Nekontrolirana nuklearna reakcija neizbježno dovodi do eksplozije kolosalne razorne moći. Ova vrsta lančane reakcije koristi se isključivo u nuklearnim bombama, čija je eksplozija cilj nuklearnog raspada.
Atomski reaktor, u kojem se oslobođeni neutroni kreću velikom brzinom, kako bi se kontrolirala reakcija, opremljen je posebnim materijalima koji apsorbiraju dio energije elementarnih čestica. Takvi materijali, koji imaju sposobnost smanjenja brzine i inercije neutrona, nazivaju se moderatori nuklearne reakcije.
Princip rada nuklearnog reaktora je sljedeći. Unutarnje šupljine reaktora ispunjene su destiliranom vodom koja cirkulira unutar posebnih cijevi. Nuklearni reaktor se automatski uključuje kada se iz aktivne zone uklone grafitne šipke koje apsorbiraju dio energije neutrona. S početkom lančane reakcije oslobađa se ogromna količina toplinske energije koja, kružeći u jezgri reaktora, dolazi do gorivnih elemenata. Istovremeno, voda se zagrijava na temperaturu od 320 oS.
Tada, voda primarnog kruga, krećući se unutra kroz cijevi generatora pare, odaje toplinsku energiju primljenu iz jezgrereaktor, vodu sekundarnog kruga, a ne dolazi u dodir s njom, što isključuje ulazak radioaktivnih čestica izvan reaktorske dvorane.
Daljnji proces se ne razlikuje od onoga što se događa u bilo kojoj termoelektrani - voda sekundarnog kruga, koja se pretvorila u paru, daje rotaciju turbinama. A turbine aktiviraju divovske električne generatore koji proizvode električnu energiju.
Nuklearni reaktor nije čisto ljudski izum. Budući da se isti zakoni fizike primjenjuju u cijelom svemiru, energija nuklearnog raspada nužna je za održavanje uređene strukture kozmosa i života na Zemlji. Prirodni prirodni nuklearni reaktor su zvijezde. A jedno od njih je i Sunce koje je svojom energijom termonuklearne fuzije stvorilo sve uvjete za nastanak života na našem planetu.
