عبارت آب سنگین
هنگامی که اتمهایی دارای تعداد پروتونهای مساوی باشند،ولی تعداد نوترونهای آنها با هم مساوی نباشد ،همه آنها از نظر شیمیایی دارای خواص مشترکی هستند.زیرا همه آنها دارای یک پوسته الکترونی برابر هستند.چنین عناصری را ایزوتوپ می گویند.به عبارت دیگر ،ایزوتوپها دارای عدد اتمی برابر ولی جرم اتمی متفاوت هستند.به عنوان مثال می توان به سه نوع اتم هیدروژن اشاره نمود:1-هیدروژن 2-دوتریم 3-تریتیوم ،که هیدروژن فاقد نوترون ،دوتریم دارای یک نوترون،وتریتیوم دارای دونوترون است.
هیدروژن تشکیل آب سبک یا معمولی را میدهد.ولی دوتریم،آب سنگین،وتریتیوم،آب خیلی سنگین را تشکیل می دهد.
 
شکاف هسته ای
اساسی ترین مرحله فیزیکی تولید انرژی در راکتورهای هسته ای ،شکاف هسته سنگین اتم به وسیله نوترون ها می باشد.به عبارت دیگر شکاف،هنگامی صورت می گیرد که یک هسته سنگین ،نوترونی را جذب کند وهمراه با خارج کردن چند نوترون پر انرژی (سریع)به دو قسمت شکافته شود.
در سال 1939شیمیدانان آلمانی به نامهای هان واسترسمان کشف کردند که اگر هسته اورانیوم235به وسیله نوترونهای سبک (حرارتی بمباران شود،به دو نیمه با وزنهای متوسط تقسیم می شود.به عبارت دیگر در بین ایزوتوپهای طبیعی،تنها این نوع اورانیوم است که در اثر جذب نوترونهای حرارتی شکافته می شود.البته ایزوتوپ خواهر آن با فراوانی بیشتر(اورانیو 238)برای اینکه توسط نوترونهای سریع شکافته شود،به نوترونهای با انرژی جنبشی 1 مگا الکترون ولت یا بیشتر محتاج است .
از شکاف یک کیلو گرم اورانیوم در حدود 3^10*20 مگا وات ساعت انرژی به دست می آید که اگر بخواهیم همین مقدار انرژی را با مواد سوختی از طریق واکنش شیمیایی ایجاد کنیم،تقریباٌ به 1700 تن گازوئیل ویا 2500 تن زغال سنگ نیاز است.
شما میتوانید مقدار زیادی انرژی را در مقدار بسیار کمی اورانیوم235 دریافت کنید.برای اینکه اورانیوم 235 این خواص را داشته باشد ،باید 2تا3 درصد از آن غنی شود.
اورانیوم 3درصد غنی شده برای استفاده در یک را کتور هسته ای غیر نظامی برای تولید برق کافی است.در موارد استفاده نظامی اورانیوم به مقدار 90 درصد یا بیشتر غنی می شود.    
لازم به ذکر است که مهمترین سوخت هسته ای که در طبیعت در دسترس است ،اورانیوم می باشد که تقریباٌ 3/99%از آن را ایزوتوپهای اورانیوم 238 و7/0% بقیه را ایزوتوپ اورانیوم 235 تشکیل می دهد.
 
در نیروگاه های اتمی برای تولید انرژی ،شکاف هسته ای به صورت شکاف ذنجیره ای است .با توجه به اینکه در هر شکاف هسته  اورانیوم به طور متوسط دو تا سه نوترون آزاد می شود ،پس این نوترون قادر هستند تا مجدداٌ هسته اورانیوم جدیدی را شکاف دهند.به این روند،شکاف ذنجیره ای می گویند.
بدین منظور برای شکاف ذنجیره ای پی در پی ،حداقل به 50 کیلو گرم اورانیوم235 نیاز می باشد
 
تشعشعات رادیو اکتیویته
در اثر برخورد نوترون با هسته اتم وسقوط الکترون از یک تراز انرژی بالاتر به یک تراز پایین تر در اتم،تشعشع الکترومغناطیسی ایجاد می شود..امروزه سه نوع تشعشع شناخته شده است.
1- اشعه آلفا:این اشعه در اثر تغییر شکل پیدا کردن هسته ایجاد می شود.ذره آلفا همان هسته هلیوم است.
این ذرات نمی توانند مسافت زیادی را طی کنند .به عبارت دیگر می توان گفت که نفوذ ذره آلفا زیاد نیست وعملا توسط یک ورقه کاغذ متوقف می شود .بنابراین پرتو گیری خارجی تابش آلفا ،متضمن خطرات ناچیزی است.
2-اشعه بتا:ذرات بتا،الکترونهایی هستند که از هسته های تحریک شده خارج می شوند ودر اثر تجزیه نوترون ایجاد می گردند.این ذرات می توانند دارای بار مثبت یا منفی باشند.
در عمل تعداد واکنش های این ذرات به قدر ی ناچیز است که انرژی آنها از دست می رود.
 
– اشعه گاما:این ذره شبیه اشعه رونتگن(اشعه ایکس)است وفقط طول موج آن خیلی کمتر است واثر نفوذ پذیری زیادی دارد .این اشعه در موقع تشعشع آلف وبتا ،یک پدیده ثانوی وجنبی است ولی خودش باعث تغییر حالت دادن هسته نمی شود.اشعه گاما که در حقیقت یک اشعه الکترومغناطیسی است ،می تواند از یک صفحه دو سانتیمتری سربی غبور کند.این در حالی است که اشعه های آلفا وبتا از یک صفحه آلومینیومی ،به ضخامت 1/. تا2/. میلیمتر هم نمی توانند عبور کنند.
لازم به ذکر است که تشعشعات هسته اتم با نام را دیو اکتیو شناخته می شود ودر مواقع شکاف هسته اورانیوم،مقدار زیادی ایزوتوپهای رادیواکتیو ایجاد می شود که اثرات مخرب بیولوژیکی بسیار زیادی دارند.
 
راکتورهای هسته ای
در راکتورهای هسته ای عمل شکاف هسته ای صورت می گیرد.این راکتورها دارای موارد استفاده متنوعی هستند که اصلی ترین کاربرد آنها در تولید نیروی برق می باشد.هدف از این نوع را کتورها داشتن انرژی قابل ملاحظه ای در دمای بالا برای دسترسی به کارآیی حرارتی زیاد است.
نوع دیگر راکتورها ،مورد استفاده در مطالعات پژوهشی است که در آنها ،مقدار زیادی نوترون تولید می شود که یا صرف پرتودهی به مواد مختلف در قلب راکتور می شود ویا از طریق مجرای پرتودهی به خارج از راکتور جریان می یابد..دما در اغلب این نوع راکتورها در مقایسه با راکتورهای قدرت ،نسبتا کم است.نوع دیگر را کتورها راکتورهای طبی هستند وبه گونه ای طراحی می شوند که با استفاده از تابشی که از طریق مجراهای پرتودهی خارج می شود ،درمان انجام شود.
از راکتورها می توان در فعالیتهای فضایی هم استفاده نمود.واحدهای کوچک از نوع راکتورها،قدرت کمی را در سفینه های فضایی ایجاد می کنند وواحدهای بزرگتر برای پیش رانش سفینه مورد استفاده قرار می گیرند
 
ساختمان راکتورهای هسته ای
اجزای تشکیل دهنده راکتورهای هسته ای عبارتند از :
1- سوخت
2 - تعدیل کننده یا مدراتور
3- خنک کننده
4-میله های کنترل
5- بازتابنده یا رفلکتور
6- جدار محافظ وساختمان آن
در مورد اجزای تشکیل دهنده راکتورهای هسته ای در آینده صحبت خواهیم کرد.