La scoperta del neutrone è stata un presagio dell'era atomica dell'umanità, poiché nelle mani dei fisici c'era una particella in grado, per l'assenza di carica, di penetrare in qualsiasi nucleo, anche pesante. Nel corso degli esperimenti sul bombardamento di nuclei di uranio da parte di neutroni, effettuati dal fisico italiano E. Fermi, sono stati ottenuti isotopi radioattivi ed elementi transuranici, nettunio e plutonio. Così, è diventato possibile creare un reattore nucleare, un'installazione che supera nella sua potenza energetica tutto ciò che era stato precedentemente creato dall'umanità.
Un reattore nucleare è un apparato in cui avviene una reazione di fissione nucleare controllata, basata sul principio della catena. Questo principio è il seguente. I nuclei di uranio bombardati dai neutroni decadono e formano numerosi nuovi neutroni che, a loro volta, provocano la fissione dei nuclei successivi. In questo processo, il numero di neutroni aumenta rapidamente. Il rapporto tra il numero di neutroni in una fase di fissione e il numero di neutronila fase precedente del decadimento nucleare è chiamata fattore di moltiplicazione.
Per controllare una reazione nucleare, è necessario un reattore nucleare, che viene utilizzato in centrali nucleari, sottomarini, rompighiaccio nucleari, impianti nucleari sperimentali, ecc. Una reazione nucleare incontrollata porta inevitabilmente a un'esplosione di colossale potenza distruttiva. Questo tipo di reazione a catena è utilizzato esclusivamente nelle bombe nucleari, la cui esplosione è l'obiettivo del decadimento nucleare.
Reattore atomico, in cui i neutroni rilasciati si muovono a grande velocità, per controllare la reazione, è dotato di materiali speciali che assorbono parte dell'energia delle particelle elementari. Tali materiali, che hanno la capacità di ridurre la velocità e l'inerzia dei neutroni, sono chiamati moderatori della reazione nucleare.
Il principio di funzionamento di un reattore nucleare è il seguente. Le cavità interne del reattore sono riempite con acqua distillata che circola all'interno di appositi tubi. Il reattore nucleare si accende automaticamente quando le barre di grafite vengono rimosse dalla zona attiva, che assorbono parte dell'energia dei neutroni. Con l'avvio di una reazione a catena, viene rilasciata un'enorme quantità di energia termica che, circolando nel nocciolo del reattore, raggiunge gli elementi combustibili. Allo stesso tempo, l'acqua viene riscaldata a una temperatura di 320 oС.
Poi, l'acqua del circuito primario, muovendosi all'interno attraverso i tubi del generatore di vapore, sprigiona l'energia termica ricevuta dal nucleoreattore, acqua del circuito secondario, pur non entrando in contatto con esso, il che esclude l'ingresso di particelle radioattive all'esterno della sala del reattore.
L'ulteriore processo non è diverso da quello che sta accadendo in qualsiasi centrale termoelettrica: l'acqua del circuito secondario, che si è trasformata in vapore, dà la rotazione alle turbine. E le turbine attivano giganteschi generatori elettrici, che generano elettricità.
Il reattore nucleare non è un'invenzione puramente umana. Poiché le stesse leggi della fisica si applicano in tutto l'universo, l'energia del decadimento nucleare è necessaria per mantenere la struttura ordinata del cosmo e della vita sulla Terra. Il reattore nucleare naturale naturale sono stelle. E uno di questi è il Sole, che, con la sua energia di fusione termonucleare, ha creato tutte le condizioni per l'emergere della vita sul nostro pianeta.
