核反应堆
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核反应堆一种能够启动和控制一系列自我维持的神经网络的设备核裂变核反应堆被用作研究工具，作为生产系统放射性同位素S，最突出的是作为能源核能植物。
操作原理
核反应堆的工作原理是核裂变，即一个重原子核分裂成两个小碎片的过程。核碎片处于非常激发态并发射中子年代,其他亚原子粒子年代,光子s.发射出的中子可能会引起新的裂变，从而产生更多的中子，等等。如此连续的自我维持的一系列裂变构成一个裂变连锁反应．在这个过程中会释放出大量的能量，而这些能量是核电系统的基础。
在一个原子弹链式反应的目的是增加强度，直到大部分物质发生裂变。这种增加非常迅速，并产生这种炸弹所特有的极其迅速、能量极大的爆炸。在核反应堆中，链式反应保持在一个可控的、几乎恒定的水平上。核反应堆的设计使它们不能像原子弹那样爆炸。
裂变的大部分能量——大约85%——是在裂变发生后很短的时间内释放出来的。剩余的能量产生作为一个裂变事件的结果来自放射性衰变裂变产物，也就是裂变碎片发出中子。放射性衰变是一个原子达到更稳定状态的过程;即使在裂变停止后，衰变过程仍在继续，而且它的能量必须在任何适当的反应堆设计中得到处理。
连锁反应而且临界
链式反应的过程是由裂变中释放的中子引起后续裂变的概率决定的。如果反应堆中的中子数量在一段时间内减少，裂变率就会下降，最终降为零。在这种情况下，反应堆将处于所谓的亚临界状态。如果在一段时间内，中子数量保持在一个恒定的速率，裂变速率就会保持稳定，反应堆就会处于所谓的裂变速率临界状态．最后，如果中子数量随着时间的推移而增加，裂变速率和功率就会增加，反应堆就会处于超临界状态。
在反应堆启动之前，中子数量接近于零。在反应堆启动期间，操作人员将控制棒从堆芯移除，以促进堆芯的裂变，有效地将反应堆暂时置于超临界状态。当反应堆接近它名义上的功率水平，操作人员部分重新插入控制棒，随着时间的推移平衡中子数量。在这一点上，反应堆保持在一个临界状态，或所谓的稳态运行。当反应堆关闭时，操作人员将控制棒完全插入，抑制裂变的发生，迫使反应堆进入亚临界状态。
核反应堆控制
常用的参数在核工业是反应性，是一种衡量反应堆状态的方法如果它处于临界状态，它会在哪里。当反应堆处于超临界状态时，反应活性为正，在临界状态时为零，在亚临界状态时为负。反应性可以通过各种方式来控制:添加或移除燃料，改变泄漏出系统的中子与保留在系统中的中子的比例，或者改变与燃料竞争中子的吸收剂的数量。在后一种方法中，反应堆中的中子数量是通过改变吸收器来控制的，吸收器通常以可移动的控制棒的形式存在(尽管在不太常用的设计中，操作人员可以改变反应堆冷却剂中吸收器的浓度)。另一方面，中子泄漏的变化往往是自动的。例如，功率的增加会导致反应堆的冷却剂减少密度可能还会煮沸。冷却剂密度的降低将增加系统外的中子泄漏，从而降低反应性——这一过程被称为负反应性反馈。中子泄漏和其他负反应性反馈机制是安全反应堆设计的重要方面。
一个典型的裂变相互作用发生在一皮秒(10−12秒)。这种极快的速度没有给反应堆操作员足够的时间来观察系统的状态并做出适当的反应。幸运的是，所谓的延迟中子有助于反应堆的控制，延迟中子是裂变产物在裂变发生一段时间后释放的中子。在任何时刻，延迟中子的浓度(通常称为有效延迟中子分数)小于反应堆中所有中子的1%。然而，即使这一小部分也足以促进对系统变化的监测和控制，以调节反应堆的安全运行。