Việc phát hiện ra neutron là điềm báo về kỷ nguyên nguyên tử của nhân loại, vì trong tay các nhà vật lý, có một hạt có khả năng thâm nhập vào bất kỳ hạt nhân nào, thậm chí nặng, do không mang điện tích. Trong quá trình thí nghiệm về sự bắn phá hạt nhân uranium bằng neutron do nhà vật lý người Ý E. Fermi thực hiện, người ta đã thu được các đồng vị phóng xạ và nguyên tố transuranic, neptunium và plutonium. Do đó, có thể tạo ra một lò phản ứng hạt nhân - một công trình lắp đặt vượt trội hơn mọi thứ về năng lượng của nó mà trước đây nhân loại đã tạo ra.
Lò phản ứng hạt nhân là một bộ máy diễn ra phản ứng phân hạch hạt nhân có kiểm soát, dựa trên nguyên tắc dây chuyền. Nguyên tắc này như sau. Các hạt nhân uranium bị bắn phá bởi neutron phân rã và tạo thành một số neutron mới, do đó, gây ra sự phân hạch của các hạt nhân sau. Trong quá trình này, số lượng nơtron tăng lên nhanh chóng. Tỉ số giữa số nơtron trong một pha phân hạch với số nơtrongiai đoạn trước của quá trình phân rã hạt nhân được gọi là giai đoạn nhân.
Để phản ứng hạt nhân được kiểm soát, cần có lò phản ứng hạt nhân, được sử dụng trong nhà máy điện hạt nhân, tàu ngầm, tàu phá băng hạt nhân, trong các cơ sở hạt nhân thử nghiệm, v.v. Một phản ứng hạt nhân không được kiểm soát chắc chắn sẽ dẫn đến một vụ nổ sức công phá khổng lồ. Đây là loại phản ứng dây chuyền được sử dụng riêng trong bom hạt nhân, vụ nổ là mục tiêu của sự phân rã hạt nhân.
Lò phản ứng nguyên tử, trong đó các neutron được giải phóng di chuyển với tốc độ lớn, để điều khiển phản ứng, nó được trang bị vật liệu đặc biệt hấp thụ một phần năng lượng của các hạt cơ bản. Những vật liệu như vậy, có khả năng làm giảm tốc độ và quán tính của nơtron, được gọi là chất điều chỉnh phản ứng hạt nhân.
Nguyên lý hoạt động của lò phản ứng hạt nhân như sau. Các khoang bên trong của lò phản ứng chứa đầy nước cất luân chuyển bên trong các ống đặc biệt. Lò phản ứng hạt nhân tự động bật khi các thanh than chì được đưa ra khỏi vùng hoạt động, vùng này sẽ hấp thụ một phần năng lượng neutron. Khi bắt đầu phản ứng dây chuyền, một lượng nhiệt năng khổng lồ được giải phóng, lưu thông trong lõi lò phản ứng, đến các phần tử nhiên liệu. Đồng thời, nước được làm nóng đến nhiệt độ 320oС.
Sau đó, nước của mạch sơ cấp, di chuyển vào bên trong qua các ống của bộ tạo hơi nước, sinh ra nhiệt năng nhận được từ lõilò phản ứng, nước mạch thứ cấp, trong khi không tiếp xúc với nó, loại trừ sự xâm nhập của các hạt phóng xạ bên ngoài sảnh lò phản ứng.
Quá trình tiếp theo không khác gì những gì đang diễn ra ở bất kỳ nhà máy nhiệt điện nào - nước của mạch thứ cấp, đã biến thành hơi, tạo ra chuyển động quay cho các tuabin. Và các tuabin kích hoạt các máy phát điện khổng lồ, tạo ra điện.
Lò phản ứng hạt nhân không hoàn toàn là một phát minh của con người. Vì các định luật vật lý giống nhau được áp dụng trong toàn vũ trụ, nên năng lượng của sự phân rã hạt nhân là cần thiết để duy trì cấu trúc có trật tự của vũ trụ và sự sống trên Trái đất. Lò phản ứng hạt nhân tự nhiên tự nhiên là những ngôi sao. Và một trong số đó là Mặt trời, với năng lượng tổng hợp nhiệt hạch, đã tạo ra tất cả các điều kiện cho sự xuất hiện của sự sống trên hành tinh của chúng ta.
