El descobriment del neutró va ser un presagi de l'era atòmica de la humanitat, ja que en mans dels físics hi havia una partícula capaç, a causa de l'absència de càrrega, de penetrar en qualsevol nucli, fins i tot pesat. En el transcurs dels experiments de bombardeig de nuclis d'urani per neutrons, realitzats pel físic italià E. Fermi, es van obtenir isòtops radioactius i elements transurànics, neptuni i plutoni. Així, va ser possible crear un reactor nuclear, una instal·lació que supera en la seva potència energètica tot el que abans va ser creat per la humanitat.
Un reactor nuclear és un aparell on té lloc una reacció de fissió nuclear controlada, basada en el principi de la cadena. Aquest principi és el següent. Els nuclis d'urani bombardejats pels neutrons es desintegren i formen diversos neutrons nous, que, al seu torn, provoquen la fissió dels nuclis següents. En aquest procés, el nombre de neutrons augmenta ràpidament. Relació entre el nombre de neutrons en una fase de fissió i el nombre de neutronsla fase anterior de la desintegració nuclear s'anomena factor de multiplicació.
Per poder controlar una reacció nuclear, cal un reactor nuclear, que s'utilitza en centrals nuclears, submarins, trencaglaços nuclears, en instal·lacions nuclears experimentals, etc. Una reacció nuclear incontrolada condueix inevitablement a una explosió de poder destructiu colossal. Aquest tipus de reacció en cadena s'utilitza exclusivament a les bombes nuclears, l'explosió de les quals és l'objectiu de la desintegració nuclear.
Reactor atòmic, en el qual els neutrons alliberats es mouen a gran velocitat, per tal de controlar la reacció, està equipat amb materials especials que absorbeixen part de l'energia de les partícules elementals. Aquests materials, que tenen la capacitat de reduir la velocitat i la inèrcia dels neutrons, s'anomenen moderadors de reaccions nuclears.
El principi de funcionament d'un reactor nuclear és el següent. Les cavitats internes del reactor s'omplen amb aigua destil·lada que circula dins de tubs especials. El reactor nuclear s'encén automàticament quan s'eliminen les barres de grafit de la zona activa, que absorbeixen part de l'energia dels neutrons. Amb l'inici d'una reacció en cadena, s'allibera una gran quantitat d'energia tèrmica que, circulant pel nucli del reactor, arriba als elements combustibles. Al mateix temps, l'aigua s'escalfa a una temperatura de 320 oС.
Llavors, l'aigua del circuit primari, desplaçant-se a l'interior pels tubs del generador de vapor, desprèn l'energia tèrmica rebuda del nucli.reactor, aigua del circuit secundari, sense entrar-hi en contacte, cosa que exclou l'entrada de partícules radioactives fora de la sala del reactor.
El procés posterior no és diferent del que està passant a qualsevol central tèrmica: l'aigua del circuit secundari, que s'ha convertit en vapor, fa girar les turbines. I les turbines activen generadors elèctrics gegants, que generen electricitat.
El reactor nuclear no és una invenció purament humana. Com que les mateixes lleis de la física s'apliquen a tot l'univers, l'energia de la desintegració nuclear és necessària per mantenir l'estructura ordenada del cosmos i la vida a la Terra. Els reactors nuclears naturals naturals són estrelles. I un d'ells és el Sol, que amb la seva energia de fusió termonuclear va crear totes les condicions per a l'aparició de la vida al nostre planeta.
