Η ανακάλυψη του νετρονίου ήταν προάγγελος της ατομικής εποχής της ανθρωπότητας, αφού στα χέρια των φυσικών υπήρχε ένα σωματίδιο ικανό, λόγω της απουσίας φορτίου, να διεισδύσει σε οποιονδήποτε, ακόμη και βαρύ, πυρήνα. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων για τον βομβαρδισμό πυρήνων ουρανίου από νετρόνια, που πραγματοποιήθηκαν από τον Ιταλό φυσικό Ε. Φέρμι, ελήφθησαν ραδιενεργά ισότοπα και υπερουρανικά στοιχεία, ποσειδώνιο και πλουτώνιο. Έτσι, κατέστη δυνατή η δημιουργία ενός πυρηνικού αντιδραστήρα - μιας εγκατάστασης που ξεπερνά σε ενεργειακή ισχύ ό,τι είχε δημιουργηθεί προηγουμένως από την ανθρωπότητα.
Πυρηνικός αντιδραστήρας είναι μια συσκευή όπου λαμβάνει χώρα μια ελεγχόμενη αντίδραση πυρηνικής σχάσης, με βάση την αρχή της αλυσίδας. Αυτή η αρχή είναι η εξής. Οι πυρήνες ουρανίου που βομβαρδίζονται από νετρόνια διασπώνται και σχηματίζουν αρκετά νέα νετρόνια, τα οποία, με τη σειρά τους, προκαλούν τη σχάση των ακόλουθων πυρήνων. Σε αυτή τη διαδικασία, ο αριθμός των νετρονίων αυξάνεται γρήγορα. Ο λόγος του αριθμού των νετρονίων σε μια φάση σχάσης προς τον αριθμό των νετρονίωνη προηγούμενη φάση της πυρηνικής διάσπασης ονομάζεται συντελεστής πολλαπλασιασμού.
Για να ελεγχθεί μια πυρηνική αντίδραση χρειάζεται ένας πυρηνικός αντιδραστήρας, ο οποίος χρησιμοποιείται σε πυρηνικούς σταθμούς, υποβρύχια, πυρηνικά παγοθραυστικά, σε πειραματικές πυρηνικές εγκαταστάσεις κ.λπ. Μια ανεξέλεγκτη πυρηνική αντίδραση οδηγεί αναπόφευκτα σε μια έκρηξη κολοσσιαίας καταστροφικής δύναμης. Αυτός ο τύπος αλυσιδωτής αντίδρασης χρησιμοποιείται αποκλειστικά σε πυρηνικές βόμβες, η έκρηξη των οποίων είναι ο στόχος της πυρηνικής αποσύνθεσης.
Ατομικός αντιδραστήρας, στον οποίο τα απελευθερωμένα νετρόνια κινούνται με μεγάλη ταχύτητα, προκειμένου να ελέγξει την αντίδραση, είναι εξοπλισμένος με ειδικά υλικά που απορροφούν μέρος της ενέργειας των στοιχειωδών σωματιδίων. Τέτοια υλικά, τα οποία έχουν την ικανότητα να μειώνουν την ταχύτητα και την αδράνεια των νετρονίων, ονομάζονται συντονιστές πυρηνικής αντίδρασης.
Η αρχή λειτουργίας ενός πυρηνικού αντιδραστήρα είναι η εξής. Οι εσωτερικές κοιλότητες του αντιδραστήρα γεμίζουν με απεσταγμένο νερό που κυκλοφορεί μέσα σε ειδικούς σωλήνες. Ο πυρηνικός αντιδραστήρας ενεργοποιείται αυτόματα όταν οι ράβδοι γραφίτη αφαιρούνται από την ενεργή ζώνη, οι οποίες απορροφούν μέρος της ενέργειας νετρονίων. Με την έναρξη μιας αλυσιδωτής αντίδρασης, απελευθερώνεται μια τεράστια ποσότητα θερμικής ενέργειας, η οποία, κυκλοφορώντας στον πυρήνα του αντιδραστήρα, φτάνει στα στοιχεία καυσίμου. Ταυτόχρονα, το νερό θερμαίνεται σε θερμοκρασία 320 oС.
Στη συνέχεια, το νερό του πρωτεύοντος κυκλώματος, που κινείται μέσα από τους σωλήνες της γεννήτριας ατμού, εκπέμπει τη θερμική ενέργεια που λαμβάνεται από τον πυρήνααντιδραστήρα, νερό δευτερεύοντος κυκλώματος, ενώ δεν έρχεται σε επαφή με αυτό, γεγονός που αποκλείει την είσοδο ραδιενεργών σωματιδίων έξω από την αίθουσα του αντιδραστήρα.
Η περαιτέρω διαδικασία δεν διαφέρει από αυτό που συμβαίνει σε οποιαδήποτε θερμοηλεκτρική μονάδα - το νερό του δευτερεύοντος κυκλώματος, το οποίο έχει μετατραπεί σε ατμό, δίνει περιστροφή στους στρόβιλους. Και οι τουρμπίνες ενεργοποιούν γιγάντιες ηλεκτρικές γεννήτριες, οι οποίες παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
Ο πυρηνικός αντιδραστήρας δεν είναι μια καθαρά ανθρώπινη εφεύρεση. Δεδομένου ότι οι ίδιοι νόμοι της φυσικής ισχύουν σε όλο το σύμπαν, η ενέργεια της πυρηνικής αποσύνθεσης είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της εύρυθμης δομής του σύμπαντος και της ζωής στη Γη. Ο φυσικός φυσικός πυρηνικός αντιδραστήρας είναι αστέρια. Και ένας από αυτούς είναι ο Ήλιος, ο οποίος με την ενέργεια της θερμοπυρηνικής σύντηξης δημιούργησε όλες τις προϋποθέσεις για την εμφάνιση της ζωής στον πλανήτη μας.
