核反应堆是一种综合的技术装置，用来实现重元素的可控自持链式裂变反应。核反应堆由堆芯、冷却剂系统、慢化剂系统、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射监测系统等组成。核反应堆堆芯是核燃料存放的区域，是核动力厂的心脏，核裂变链式反应就在其中进行。链式裂变反应释放出来的能量，绝大部分首先在燃料元件内转化为热能，然后通过热传导、对流传热和热辐射等方式传递给燃料元件周用的冷却剂，再由冷却剂带载到堆芯外，通过热力系统转化为所需的动力。本节主要讨论核反应堆的基本工作原理。

      中子与原子核的相互作用在核反应堆堆芯，有大量的中子在飞行，不断地与各种原子核发生碰撞。碰撞的结果，或是中子被散射、改变了自己的速度和飞行方向:或中子被原子核所吸收。如果中子是被铀235这类易裂变燃料核所吸收，就可能使其裂变。这就意味着在反应堆内可能发生多种不同类型的核反应。下面对核反应堆内存在的几种主要的核反应做一介绍。

      散射反应中子与原子核发生散射反应时，中子改变了飞行方向和飞行速度。散射反应有两种不同的机制。一种称为弹性散射，另一种称为非弹性散射。非弹性散射的反应式如下，

AX+。n →(x)→(x)+n

↓AX+Y

      能量比较高的中子经过与原子核的多次散射反应，其能量会逐步减少，这种过程称为中子的慢化。在热中子反应堆中，中子慢化主要依靠弹性散射。在快中子反应堆内，虽然没有慢化剂，但中子通过与铀-238的非弹性散射，能量也会有所降低。

      核反应堆工程俘获反应俘获反应亦称为(n，y)反应。中子被原子核吸收后，形成一种新核素，并放出γ射线。它的一般反应式如下;

^X+°n →(t)X)* →(+X)+γ反应堆内重要的俘获反应有:

23U+n=3U+y

BU2NpPu23min

      这就是在反应堆中将铀-238转化为核燃料钚-239的过程。类似的反应还有;

23Th+n=23Th+y

22min23Th3PaU27 d

      这就是将自然界中蕴藏量丰富的钍元素转化为核燃料铀-233的过程。