Sıvı florür toryum reaktörü
Yetiştirme temelleri

Bir nükleer güç reaktöründe iki tür yakıt vardır. Birincisi, nötronlar tarafından vurulduğunda bölünerek çok miktarda enerji salan ve iki ya da üç yeni nötronu serbest bırakan bölünebilir materyal. Bunlar daha fazla bölünebilir malzeme parçalayabilir, böylece zincir tepkimenin devam etmesi sağlanır. Bölünebilir yakıtlara örnek olarak U-233, U-235 ve Pu-239 verilebilir. İkinci tür yakıta fertil (üretken) denir. Üretken yakıta örnek olarak Th-232 (toryum izotopu) ve U-238 (uranyum izotopu) verilebilir. Genellikle reaktördeki verimli/üretken yakıt miktarı, bölünebilen miktardan çok daha fazladır, ancak doğrudan fisyonlanamaz. Önce fisyon işleminde üretilen 2 veya 3 nötrondan birini nötron yakalama olarak adlandırmalı ve ardından radyoaktif bozunma ile bölünebilir bir izotop haline gelmelidir. Bu işleme doğurma denir.
Tüm reaktörler bu şekilde yakıt üretirken, bugünkü katı yakıtlı termik reaktörler, tükettikleri bölünme miktarını telafi etmek için üretken yakıttan yeterince yeni yakıt üretmezler. Bunun nedeni, günümüz reaktörlerinin mayınlı uranyum-plütonyum döngüsünü ılımlı bir nötron spektrumunda kullanmasıdır. Yavaşlayan nötronları kullanan böyle bir yakıt döngüsü, yetiştirilen plütonyumun fisyonundan 2 yeni bulunan nötronu geri vermesiyle sonuçlanır. Fisyon reaksiyonunu sürdürebilmek için 1 nötron gerektiğinden, yeni yakıt üretmek için fisyon başına 1 nötrondan daha az bir yığın kalır. Buna ek olarak, çekirdekte metaller, ılımlayıcılar ve fisyon ürünleri gibi malzemeler, bazı nötronları soğurarak, reaktörü çalıştırmaya devam etmek için çok az miktarda nötron bırakarak yeterli yakıt üretilmesine neden olacaktır. Sonuç olarak devirli bir şekilde yeni bölünebilir yakıtlar eklenmeli ve yeni yakıta yer açmak için eski yakıtın bir kısmı değiştirilmelidir.
En az tükettiği kadar yeni yakıt sarf eden bir reaktörde, yeni bölünebilir yakıt eklemek gerekli değildir. Reaktör içinde bölünmeye yarayan sadece yeni üretken yakıtlar eklenir. Buna ek olarak fisyon ürünleri de çıkarılmalıdır. Bu tip bir reaktöre üretken reaktör denir. Eğer süresiz olarak çalışmaya devam etmek için verimli yeni fisyon alanına sahip iseniz, buna bozundurucu üretken veya eş üretken denir. Bir LFTR genellikle bir üretken reaktör olarak tasarlanır: toryum içeri girer, fisyon ürünleri çıktısı alınır.
Uranyum-plütonyum yakıt döngüsünü kullanan reaktörler doğumu sürdürebilmek için hızlı reaktörler gerektirir, çünkü hızlı hareket eden nötronlar fisyon işleminde her fisyon başına 2'den fazla nötron sağlamaktadır. Toryum ile, termal reaktör kullanılarak üreme mümkündür. Bu, son yakıt yükü ile oldukça ölçütlü bir hafif su reaktörü olmasına rağmen, tüketime kıyasla toryumdan biraz daha fazla bölünebilen Shippingport Atom Güç Santrali'nde çalıştığı kanıtlandı. Termik reaktörler, başlatım için pahalı çekirdekli yakıta ihtiyaç duymazlar, ancak çekirdekte kalan fisyon ürünlerine daha duyarlıdırlar.
Gerekli üremeyi yapmak için bir üretken reaktörü yapılandırmanın iki yolu vardır; biri verimli ve bölünebilir yakıtların birlikte yerleştirilebilir olması,; bu nedenle üreme ve bölünme aynı yerde gerçekleşir; başkaca, bölünmeli ve bereketli ayrılabilir olması. İkincisi çekirdek ve örtü olarak bilinir; çünkü çekirdek ısı ve nötronları üretirken, ayrı bir örtü tüm üremeyi sağlar.