При делении тяжелых ядер образуется несколько свободных нейтронов. Это позволяет организовать реакцию деления, при которой нейтроны, распространяясь в среде, содержащей тяжелые элементы, могут вызвать их деление. При этом происходит испускание новых свободных нейтронов, поэтому реакция называется цепной.
В определённой среде число вновь новых нейтронов увеличивается, в результате чего нарастает и процесс деления. Если же число нейтронов при последующих делениях уменьшается, цепная ядерная реакция постепенно прекращается. Поэтому для стабильной цепной ядерной реакции, необходимо создать условия, в которых при делении ядра, поглотившего один нейтрон, будет выделяться частица, необходимая для деления следующего ядра. Устройство, в котором осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер, называется ядерным реактором.
Цепная реакция в ядерном реакторе может осуществляться только при определенном количестве делящихся ядер. В настоящее время для осуществления подобных реакций применяется изотоп урана (235U). В естественном уране (238U) его содержится всего лишь 0,7%.
Для характеристики цепной реакции деления использует коэффициент размножения К -отношение числа нейтронов определенного поколения к числу нейтронов предыдущего поколения. Для стационарной цепной реакции деления К=1. Реактор, в которой К=1, называется критической. Если К>1, число нейтронов в системе увеличивается, и она в этом случае называется надкритической. При К < 1 происходит уменьшение числа нейтронов, и система называется подкритической.
Ядерные реакторы используются для получения механической, тепловой и электрической энергии. Они используются на атомных электростанциях, в качестве двигателей для атомных подводных лодок и в других сферах.
