Реакторы ядерные (атомные котлы, реакторы атомные) — это устройства, в которых осуществляется управляемая цепная реакция ядер атомов тяжелых элементов — урана, плутония и тория.
В результате цепной реакции выделяется огромное количество тепловой энергии, образуются новые радиоактивные элементы (осколки деления) и мощные потоки нейтронного излучения (см.) и гамма-излучения (см.).
Схема ядерного реактора: 1 — теплообменник; 2 — управляющие стержни; 3 — уран; 4 — насос.
Ядерные реакторы классифицируют по назначению (энергетические, исследовательские и другие), по взаимному расположению ядерного горючего и замедлителя (гомогенные и гетерогенные), по энергии нейтронов, поддерживающих цепную реакцию деления, и другим признакам. Основным конструктивным элементом ядерного реактора любого типа является активная зона, в которой происходит реакция деления ядерного горючего (рис.).
Управление цепной реакцией осуществляется устройствами регулирования. В простейшем случае — это стержни из материалов, сильно поглощающих нейтроны (бор, кадмий и др.). Вводя или извлекая поглощающие стержни из активной зоны, соответственно уменьшают или увеличивают нейтронные потоки в активной зоне, а следовательно, и мощность ядерного реактора.
Отвод тепла, выделяющегося при цепной реакции, осуществляется теплоносителем (жидким или газообразным), циркулирующим через активную зону ядерного реактора.
Ядерные реакторы применяются: для производства радиоактивных изотопов и ядерного горючего; для производства электроэнергии на атомных электростанциях, в качестве транспортных энергетических установок; для исследовательских целей в области ядерной физики и техники, радиационной химии, радиобиологии и медицины.
Кроме того, ядерные реакторы могут использоваться в качестве источников тепловых нейтронов для проведения нейтронозахватывающей терапии (см, Нейтронная терапия).