Ydinreaktori on tieteellinen laite, joka on suunniteltu tuottamaan halkeamiskelpoisten elementtien, kuten uraanin, hallittuja ketjureaktioita. Ydinreaktoreita voidaan käyttää moniin tarkoituksiin, mukaan lukien sähköntuotanto, ydinpolttoaineiden tuotanto ja tieteellinen tutkimus. Eri malleja sisältäviä ydinreaktoreita löytyy monilta maailman alueilta Yhdysvaltojen tieteellisistä laboratorioista Ranskan maaseudulle, ja ranskalaiset luottavat ydinvoimaan noin 75 prosentissa tehontarpeestaan vuodesta 2009 lähtien.
Ydinreaktorit perustuvat fissio -prosessiin, joka syntyy, kun raskas elementti absorboi neutronin ja hajoaa kahteen kevyempään elementtiin. Prosessissa elementti vapauttaa energiaa. Hallittuissa halkeamisreaktioissa tämä energia voidaan hyödyntää erilaisiin toimintoihin ja houkutella muodostamaan ketjureaktio, joka kannustaa myös muuta halkeamiskelpoista elementtiä hajoamaan. Hallitsematon reaktio luo ydinpommin.
Ydinreaktorin sisällä halkeamiskelpoisesta elementistä koostuvat polttoainesauvat työnnetään valvojaan, joka hidastaa neutroneja halkaisun edistämiseksi. Ydinreaktorin käyttäjä voi ohjata reaktiota käyttämällä ohjaussauvoja, sauvoja, jotka on valmistettu neutroneja absorboivista materiaaleista. Kun tangot lasketaan reaktorin ytimeen polttoaineen kanssa, ne absorboivat neutronit, hidastavat tai pysäyttävät halkeamisprosessin, ja kun ne nostetaan ylös, ne antavat polttoainesauvojen absorboida neutronit ja suorittaa halkeamisen. Ajoittain polttoainesauvat kuluvat ja ne on vaihdettava tuoreeseen polttoaineeseen, kun taas käytetty polttoaine on hävitettävä huolellisesti saastumisen välttämiseksi.
Ydinreaktori vaatii myös jäähdytysnestettä lämmön siirtämiseksi pois reaktorin ytimestä. Lämpö, halkeamien sivutuote, voi itse asiassa olla reaktorin käyttäjien tavoite, koska sitä voidaan käyttää sähkön tuottamiseen tuottamalla höyryä, joka työntää turbiinia. Kun ydinreaktoria käytetään tieteelliseen tutkimukseen, lämpö voi olla ei -toivottu sivutuote, vaikka jotkin reaktorit on suunniteltu sekä tutkimukseen että sähköntuotantoon maksimaalisen tehokkuuden saavuttamiseksi.
Valtava määrä järjestelmiä on mukana ydinreaktorin ohjauksessa ja eristämisessä. Hallitun reaktion luomisen luontainen riski on, että reaktio voi pudota hallitsemattomasti. Tätä huolenaihetta käsitellään lukuisilla vikasuojauksilla ja turvatekniikoilla, jotka on suunniteltu pitämään reaktori turvallisena. Suhteellisen vähän suuria onnettomuuksia on tapahtunut ydinreaktoreiden kanssa, ja niitä tapahtuu yleensä vanhemmissa reaktorissa, joissa ei ole riittävästi infrastruktuuria.