Ядерний реактор - це пристрій, в якому здійснюється керована ланцюгова ядерна реакція, що супроводжується виділенням енергії. Перший ядерний реактор побудований в грудні 1942 в США під керівництвом Е. Фермі. Першим реактором, побудованим за межами США, став ZEEP, запущений в Канаді 5 вересня В Європі першим ядерним реактором стала установка Ф -1, яка запрацювала 25 грудня 1946 в Москві під керівництвом І. В. Курчатова. До 1978 в світі працювало вже близько сотні ядерних реакторів різних типів. Складовими частинами будь - якого ядерного реактора є : активна зона з ядерним паливом, зазвичай оточена відбивачем нейтронів, теплоносій, система регулювання ланцюгової реакції, радіаційний захист, система дистанційного управління. Основною характеристикою ядерного реактора є його потужність. Потужність в 1 МВт відповідає ланцюгової реакції, в якій відбувається актів ділення в 1 сек.

Ланцюгова реакція поділу ядер була вперше здійснена в грудні Група фізиків Чиказького університету, очолювана Е. Фермі, створила перший у світі ядерний реактор, названий " Чиказької стесом "(Chicago Pile-1, CP- 1). Він складався з графітових блоків, між якими були розташовані кулі з природного урану і його двоокису. Швидкі нейтрони, що з ' являються після ділення ядер U, сповільнювалися графітом до теплових енергій, а потім викликали нові поділу ядер. Реактори, подібні СР -1, в яких основна частка ділень відбувається під дією теплових нейтронів, називають реакторами на теплових нейтронах. До їх складу входить дуже багато сповільнювача в порівнянні з ядерним паливом.

Заснований на свідоцтві очевидця малюнок, що зображає запуск " Чиказької дровітні ".

В СРСР теоретичні та експериментальні дослідження особливостей пуску, роботи та контролю реакторів були проведені групою фізиків і інженерів під керівництвом академіка І. В. Курчатова. Перший радянський реактор Ф -1 був побудований у Москві. Цей реактор виведений в критичний стан р. Реактор Ф -1 був набраний з графітових блоків і мав форму кулі діаметром приблизно 7,5 м. У центральній частині кулі діаметром 6 м по отворах в графітових блоках розміщені уранові стрижні. Реактор Ф -1, як і реактор CP-1, не мав системи охолодження, тому працював на дуже малих рівнях потужності. Результати досліджень на реакторі Ф -1 стали основою проектів більш складних по конструкції промислових реакторів. В 1948 введено в дію реактор І -1 з виробництва плутонію, а р вступила в дію перша в світі атомна електростанція електричною потужністю 5 МВт у м. Обнінську.

У переважній більшості існуючих ядерних реакторів для підтримання ланцюгової реакції поділу ядер атомів палива використовуються повільні ( теплові ) нейтрони. Проте, вже є ядерні реактори, які працюють і на швидких нейтронах. Основною частиною ядерного реактора є активна зона, в якій певним чином розташовані тепловиділяючі елементи з ядерним паливом, сповільнювач нейтронів та нейтроно - поглинаючі стержні, за допомогою яких здійснюється управління ланцюговою реакцією ядерного поділу. Для відведення тепла від тепловидільних елементів через активну зону безперервно прокачується теплоносій.

Як ядерне паливо у більшості реакторів використовується природний уран, збагачений ізотопом з масовим числом 235 у вигляді діоксиду. Ступінь збагачення складає декілька відсотків ( максимально до 6 %). До сповільнювачів відносяться речовини, які в значній мірі зменшують енергію, а разом з тим і швидкість нейтронів ( графіт, легка і важка вода та інші ). Регулюючі стержні та стержні аварійного захисту містять в собі речовини, що добре поглинають нейтрони ( бор, кадмій, гафній та інші ). Теплоносіями можуть служити вода ( легка або важка ), газ ( гелій, азот, двоокис вуглецю ), рідкий метал ( натрій ) та деякі інші речовини.

1. Активна зона. У ній знаходяться : ядерне паливо - збагачений уран - 235; сповільнювач нейтронів ( вода ). 2. Для управління реакцією служать регулюючі стрижні. 3. Теплообмінник. 4. Активна зона оточена відбивачем з берилію і захисною оболонкою з бетону Основна характеристика реактора - його вихідна потужність. Потужність в 1 МВт відповідає ланцюгової реакції, при якій відбувається поділок в 1 сек.

Ланцюгова реакція, яка відбувається в урані й деяких інших речовинах, є основою для перетворення ядерної енергії на інші види енергії ( теплову, електричну ). Під час цієї реакції безперервно з ' являються нові й нові осколки ядер, які летять із великою швидкістю. Якщо шматок урану занурити в холодну воду, то осколки гальмуватимуться у воді й нагріватимуть її. У результаті холодна вода стане гарячою або навіть перетвориться на пару. Саме так працює ядерний реактор, у якому відбувається процес перетворення ядерної енергії на теплову.

У реальних ядерних реакторах ядерне паливо ( уран або плутоній ) розміщують усередині так званих тепловидільних елементів ( ТВЕЛів ). Продукти поділу нагрівають оболонки ТВЕЛів, і ті передають теплову енергію воді, яку в даному випадку ще називають теплоносієм. Отримана теплова енергія перетворюється далі на електричну подібно до того, як це відбувається на звичайних теплових електростанціях.