Lämpöreaktori on laite, jota käytetään tuottamaan energiaa, yleensä sähkön muodossa, ydinfissiolla. Itse asiassa tämäntyyppinen reaktori tunnetaan usein termisenä ydinreaktorina, koska se liittyy sähkön tuotantoon ydinmenetelmillä. Nämä reaktorit pystyvät tuottamaan sähköä suhteellisen puhtaalla tavalla, mutta myös tätä menetelmää kritisoidaan.
Jotta lämpöreaktori toimisi, atomit on jaettava. Tämä tehdään, kun neutronit joutuvat kosketuksiin atomien, erityisesti suurten atomien, kuten uraanin, kanssa. Vaikka tämä voidaan tehdä luonnollisessa ympäristössä, se tapahtuu paljon todennäköisemmin lämpöreaktorissa, koska neutronien nopeus hidastuu. Tämä lisää mahdollisuuksia, että neutronit osuvat uraaniatomiin. Prosessi aiheuttaa atomin halkeamisen ketjureaktion, joka tuottaa paljon lämpöä.
Tätä lämpöä reaktorin sisällä käytetään sitten veden tai jonkin muun materiaalin lämmittämiseen, jota käytetään sitten turbiinien kääntämiseen ja sähkön tuottamiseen. Reaktorista tulee itse asiassa polttoaineen lähde, joka tuottaa lämpöä sähkölle. Atomeja on niin paljon, että tätä pidetään uusiutuvana energialähteenä. Lisäksi lämpöreaktorissa ei polteta hiiltä, joten tämäntyyppinen sähköntuotanto ei aiheuta kasvihuonekaasuja tai muita haitallisia ympäristövaikutuksia.
Tämän lämmön tuottamiseksi käsitellyt uraanipolttoainepelletit, jotka sisältävät uraania, on järjestetty nippuihin. Ne sijoitetaan sitten lämpöreaktorin ytimeen, jossa neutronit voivat vaikuttaa niihin. Vain yksi näistä nippuista voi tuottaa virtaa 100 keskimääräiseen kotiin vuoden aikana. Lopulta uraaniatomit jakautuvat siihen pisteeseen, jossa ne kaikki on käytetty. Tällöin pelletit, jotka tunnetaan myös nimellä sauvat, on poistettava ja korvattava uusilla.
Tämä poisto ja myöhempi hävittäminen on monien huolissaan lämpöreaktorin käyttämisestä sähkön tuottamiseksi. Jäljellä oleva materiaali tunnetaan ydinjätteenä ja on erittäin radioaktiivista. Tämä säteily voi aiheuttaa saastumista ja voi olla erittäin haitallista ihmisille ja muille elämänmuodoille. Tämän ratkaisemiseksi ydinvoimalaitosten sijainnissa on väliaikaisia varastoja, mutta näitä paikkoja pidetään vain väliaikaisina ratkaisuina. Uskottavaa ja täysin turvallista pitkän aikavälin ratkaisua ei ole löydetty, vaikka monia harkitaan.