Descoperirea neutronului a fost un prevestitor al erei atomice a omenirii, deoarece în mâinile fizicienilor exista o particulă capabilă, datorită absenței unei sarcini, să pătrundă în orice nuclee, chiar și grele. În cadrul experimentelor privind bombardarea nucleelor de uraniu de către neutroni, efectuate de fizicianul italian E. Fermi, s-au obținut izotopi radioactivi și elemente transuranice, neptuniu și plutoniu. Astfel, a devenit posibilă crearea unui reactor nuclear - o instalație care depășește în puterea sa energetică tot ceea ce a fost creat anterior de omenire.
Un reactor nuclear este un aparat în care are loc o reacție controlată de fisiune nucleară, bazată pe principiul lanțului. Acest principiu este după cum urmează. Nucleele de uraniu bombardate de neutroni se descompun și formează mai mulți neutroni noi, care, la rândul lor, determină fisiunea următoarelor nuclee. În acest proces, numărul de neutroni crește rapid. Raportul dintre numărul de neutroni dintr-o fază de fisiune și numărul de neutronifaza anterioară a dezintegrarii nucleare se numește factor de multiplicare.
Pentru ca o reacție nucleară să fie controlată, este nevoie de un reactor nuclear, care este utilizat în centrale nucleare, submarine, spărgătoare de gheață nucleare, în instalații nucleare experimentale etc. O reacție nucleară necontrolată duce inevitabil la o explozie a puterii distructive colosale. Acest tip de reacție în lanț este folosit exclusiv în bombele nucleare, a căror explozie este scopul dezintegrarii nucleare.
Reactor atomic, în care neutronii eliberați se mișcă cu viteză mare, pentru a controla reacția, este echipat cu materiale speciale care absorb o parte din energia particulelor elementare. Astfel de materiale, care au capacitatea de a reduce viteza și inerția neutronilor, se numesc moderatori de reacție nucleară.
Principiul de funcționare a unui reactor nuclear este următorul. Cavitățile interne ale reactorului sunt umplute cu apă distilată care circulă în interiorul unor tuburi speciale. Reactorul nuclear se pornește automat când tijele de grafit sunt îndepărtate din zona activă, care absorb o parte din energia neutronilor. Odată cu începerea unei reacții în lanț, se eliberează o cantitate uriașă de energie termică care, circulând în miezul reactorului, ajunge la elementele combustibile. În același timp, apa este încălzită la o temperatură de 320 oС.
Apoi, apa circuitului primar, deplasându-se în interior prin tuburile generatorului de abur, eliberează energia termică primită din miezreactor, apă din circuitul secundar, fără a intra în contact cu aceasta, ceea ce exclude pătrunderea particulelor radioactive în afara halei reactorului.
Procesul ulterior nu este diferit de ceea ce se întâmplă la orice centrală termică - apa din circuitul secundar, care s-a transformat în abur, dă rotație turbinelor. Iar turbinele activează generatoare electrice gigantice, care generează electricitate.
Reactorul nuclear nu este o invenție pur umană. Deoarece aceleași legi ale fizicii se aplică în tot universul, energia dezintegrarii nucleare este necesară pentru a menține structura ordonată a cosmosului și a vieții de pe Pământ. Reactoarele nucleare naturale naturale sunt stele. Și unul dintre ele este Soarele, care, cu energia sa de fuziune termonucleară, a creat toate condițiile pentru apariția vieții pe planeta noastră.
