Štiepna reakcia

Jadrová štiepna reakcia, ktorá je zdrojom tepelnej energie, prebieha v aktívnej zóne jadrového reaktora na jadrách izotopu uránu 235. V prírode sa vyskytuje urán ako zmes izotopov uránu U 235 a U 238, ktoré sa od seba líšia počtom neutrónov vo svojom jadre. Možnosť štiepenia je vysoká len u izotopov uránu U 235. Pri rozštiepení jadra sa obvykle uvoľnia dva až tri neutróny, ktoré môžu pri vhodných podmienkach štiepiť okolité jadrá uránu a uvoľňovať tak ďalšie neutróny. Tento jav sa nazýva reťazová štiepna reakcia. Pre praktické využitie je nutné celý proces regulovať, aby počet voľných neutrónov bol stále rovnaký. Nadbytočné neutróny sú zachytávané vo vhodných materiáloch – absorbátoroch. Takým materiálom je napríklad chemický prvok bór. Pre štiepenie jadra uránu U 235 však nie je vhodný každý neutrón, ale len taký, ktorý má malú rýchlosť. Preto sa neutrónom do cesty kladie vhodná látka, ktorá ho dokáže rýchlo a účinne spomaliť. Neutróny spomaľujú moderátory na tzv. tepelné neutróny, ktoré majú väčšiu pravdepodobnosť vyvolať ďalšie štiepenie jadier uránu 235. Najlepším moderátorom je čistý vodík. V praxi sa na tento účel najčastejšie používa obyčajná čistá voda.