核反应堆是核电站的心脏,它的工作原理是这样的:原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时,一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核,同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核,引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气,推动汽轮机发电。由此可知,核反应堆最基本的组成是裂变原子核+载热体。但是只有这两项是不能工作的。因为,高速中子会大量飞散,这就需要使中子慢化增加与原子核碰撞的机会;核反应堆要依人的意愿决定工作状态,这就要有控制设施;铀及裂变产物都有强放射性,会对人造成伤害,因此必须有可靠的防护措施;核反应堆发生事故时,要防止各种事故工况下辐射泄漏,所以反应堆还需要各种安全系统。综上所述,核反应堆的合理结构应该是:核燃料+慢化剂+载热体+控制设施+防护装置+安全设施。还需要说明的是,铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序,制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒或者球状燃料才能参与反应堆工作。根据用途,核反应堆可以分为以下几种类型①将中子束用于实验或利用中子束的核反应,包括研究堆、材料实验等。②生产放射性同位素的核反应堆。③生产核裂变物质的核反应堆,称为生产堆。④提供取暖、海水淡化、化工等用的热量的核反应堆,比如多目的堆。⑤为发电而发生热量的核反应,称为发电堆。⑥用于推进船舶、飞机、火箭等到的核反应堆,称为动力堆。另外,核反应堆根据燃料类型分为天然铀堆、浓缩铀堆、钍堆;根据中子能量分为快中子堆和热中子堆;根据冷却剂(载热剂)材料分为水冷堆、气冷堆、有机液冷堆、液态金属冷堆;根据慢化剂分 为石墨堆、水冷堆、有机堆、熔盐堆、钠冷堆;根据中子通量分为高通量堆和一般能量堆;根据热工状态分为沸腾堆、非沸腾堆、压水堆;根据运行方式分为脉冲堆和稳态堆,等等。