Bezpośrednio po zakończeniu II wojny światowej rozpoczęto prace nad możliwościami cywilnego zastosowania kontrolowanych reakcji jądrowych. W efekcie tego w latach 50 – tych ubiegłego wieku powstały pierwsze elektrownie jądrowe. Elektrownie jądrowe, podobnie jak elektrownie węglowe, należą do tzw. elektrowni cieplnych, w których energia elektryczna jest wytwarzana w turbinach napędzanych para wodną. Różnica polega na sposobie wytwarzania pary pod wysokim ciśnieniem, wprowadzając w ruch łopatki turbin. W elektrowniach jądrowych w miejsce klasycznego kotła opalanego np. węglem zastosowano reaktor jądrowy – jest to urządzenie służące do wytwarzania kontrolowanej reakcji łańcuchowej, tj. ciągłego pozyskiwania energii z rozszczepiania jąder atomowych. Jak dochodzi do tej reakcji? Gdy atomy uranu, składające się z jądra i krążących wokół niego elektronów zostaną bombardowane neutronami, jądro uranu zostaje wprowadzone w stan wzbudzony. Protony (czyli cząstki o ładunku dodatnim), które się od siebie odpychają, znajdujące się w jego jądrze z trudem są utrzymywane przez siły jądrowe. Do rozbicia takiego jądra wystarczy niewielka energia padającego neutronu. Podczas rozszczepienia jąder atomowych uranu wyzwalana jest energia dziesiątki milionów razy większa niż przy reakcjach chemicznych. Energia powstała w wyniku reakcji rozszczepienia podgrzewa wodę, zamieniając ją w parę wodną, a ta porusza turbiny napędzające generatory. Poniżej uproszczony schemat elektrowni jądrowej z reaktorem PWR – obecnie najczęściej stosowanym: W reaktorze zachodzi reakcja rozszczepienia, która uwalnia ogromne ilości energii cieplnej. W obiegu pierwotnym płynie woda odbierająca ciepło, powstałe w reaktorze. Woda z obiegu pierwotnego przenosi ciepło do wytwornicy pary. Tam powstaje para wodna, która obiegiem wtórnym jest transportowana do turbiny. Para napędza turbinę, a ta generator energii. W generatorze energia mechaniczna turbiny jest zamieniana na energię elektryczną. W kondenserze para napływająca z turbiny się ochładza. Para jest zamieniana na wodę, która wraca do reaktora. Trzecim obiegiem płynie woda chłodząca, która w kondenserze odbiera ciepło od pary wodnej. W wieży chłodniczej przy pomocy powietrza ochładza się woda z trzeciego obiegu. Do atmosfery z wieży chłodniczej wydostaje się czysta para wodna.

Rodzaje reaktorów

1. Klasyfikacja reaktorów ze względu na ich konstrukcję: • Reaktory zbiornikowe, w których rdzeń jest zamknięty w stalowym, grubościennym zbiorniku:  Reaktor wodno-ciśnieniowy PWR – w tym reaktorze moderatorem (czyli substancją służącą do spowalniania neutronów) jest zwykła woda pod ciśnieniem 15 MPa. Woda stanowi również chłodziwo. Te reaktory są bezpieczne i najbardziej rozpowszechnione. Ok. 65% energii wytwarzanej w elektrowniach jądrowych, powstaje w reaktorach typu PWR.  Reaktory WWER - to reaktory, które były produkowane w Związku Radzieckim, a ich budowa nie różni się w sposób znaczący od reaktorów PWR.  Reaktor wodny wrzący BWR – reaktor, którego moderatorem i chłodziwem, podobnie jak w przypadku reaktora PWR jest woda, w odróżnieniu jednak od niego – krąży ona w jednym obiegu. • Reaktory kanałowe, zbudowane z ciśnieniowych kanałów o niewielkiej średnicy:  Reaktory CANDU – kanadyjskie reaktory, w których moderatorem i chłodziwem jest ciężka woda. Dzięki temu, że ciężka woda bardzo efektywnie spowalnia neutrony, a przy tym, pochłania ich mniej niż zwykła woda, możliwe jest wykorzystanie jako paliwa niewzbogaconego uranu.  Reaktory RBMK – reaktor, w którym moderatorem jest grafit. W reaktorach tego typu możliwe jest wykorzystanie naturalnego, niewzbogaconego uranu, dzięki czemu reaktory te są bardzo ekonomiczne. Jednocześnie jednak niestabilne, co stało się przyczyną katastrofy w Czarnobylu. Obecnie reaktory
2. Klasyfikacja reaktorów ze względu na rodzaj moderatora i chłodziwa Jako moderator może służyć ciężka woda, lekka woda, grafit, beryl. Jako chłodziwa używa się natomiast: lekkiej lub ciężkiej wody, dwutlenku węgla, helu, gazów dysocjujących, ciekłego sodu, substancji organicznych itd. Wywodzą się stąd często spotykane określenia reaktorów: • Wodne, • Ciężkowodne, • Gazowe, • Sodowe, • Helowe, • Grafitowe itd.
3. Klasyfikacja reaktorów ze względu na przeznaczenie • Reaktory energetyczne przeznaczone do produkcji energii elektrycznej w elektrowniach komercyjnych, • Reaktory badawcze przeznaczone do prowadzenia prac badawczych, a w szczególności badań, podczas których wykorzystuje się wiązki neutronów do badań struktury ciał stałych oraz badań materiałów i paliw jądrowych dla reaktorów energetycznych, • Reaktory szkoleniowe przeznaczone do celów dydaktycznych (tzw. reaktory uniwersyteckie), • Reaktory wytwórcze przeznaczone do produkcji plutonu (z reguły są to reaktory wojskowe pracujące na potrzeby przemysłu zbrojeniowego), • Reaktory ciepłownicze przeznaczone do produkcji ciepła do celów ogrzewczych w ciepłowniach jądrowych, • Reaktory napędowe przeznaczone do napędu statków, lodołamaczy, łodzi podwodnych itp., • Reaktory wysokotemperaturowe przeznaczone do produkcji ciepła w celach technologicznych, • Reaktory do celów specjalnych przeznaczone do produkcji np. radioizotopów, odsalania wody morskiej itp.