核电厂利用裂变释放的能量并将其用于驱动发电的发电机。 虽然核电只贡献了美国约20％的发电量，但该国的核电容量是其他国家中最高的--2010年为101吉瓦。
核电的共同组成部分
核反应堆具有这些共同点：
燃料 - 铀是一种放射性重金属矿石，是核反应堆最常见的燃料。 在浓缩过程之后，铀变成非常浓缩的燃料。
商业核反应堆需要数千磅浓缩铀燃料才能运行。 美国的民用核电厂每年购买约5000万磅铀（U3O8当量）燃料，其中大部分来自海外。
铀矿在全球各地开采，主要集中在哈萨克斯坦，加拿大，澳大利亚和非洲。 美国是铀生产的前10名。
控制棒 - 由镉，铪或硼等吸收中子的材料制成，控制棒从芯体插入或取出以控制反应速率或在必要时停止反应。
慢化剂 - 反应堆堆芯中的材料，可减缓裂变释放的中子，从而引起更多的裂变。
主持人通常是普通（轻）水，但可能是重水（D20）或石墨。
冷却液 - 循环通过堆芯传递热量的液体或气体。 在轻水反应堆中，水慢化剂也起一次冷却剂的作用。
遏制 - 核反应堆装入重度钢筋混凝土结构中，以防止放射性物质逸入大气中。
核能基本过程
核物理技术性很强，但核电生产的基本过程如下：
反应堆堆芯在称为裂变的过程中产生热量和放射性，通常称为原子分裂。 核反应堆内部是铀核燃料。 作为铀分裂的核心，它们释放出中子。 当中子击中其他铀原子时，这些原子核也分裂，释放它们的中子撞击其他原子，造成更多的裂变。 这种连续的原子分裂是一种连锁反应。
来自受控裂变反应的热量用于直接在沸水反应堆（BWR）中或直接在含有蒸汽发生器的压水反应堆（PWR）中从水中产生蒸汽。
蒸汽驱动为发电机供电的涡轮。
发电机产生分配给电网的电力。
核反应堆类型
在世界范围内，使用各种类型的核动力反应堆。 然而，最常见的类型是压水反应堆（PWR）和沸水反应堆（BWR），它们被归类为轻水反应堆。 在美国，压水堆和沸水堆是仅有的两种运行中的商业核电厂。
- 沸水反应堆（BWR） - 在这种类型的反应堆中，裂变产生热量，使反应堆堆芯中的水沸腾。 来自沸水的蒸汽驱动涡轮机驱动发电机发电。 在2011年3月的地震和海啸中受损的日本东北部福岛第一石厂的反应堆是BWR。
- 压水反应堆（PWR） - 这类反应堆是生产能源最常见的反应堆。 它使用水作为冷却剂和调节剂，这是一种有助于控制裂变速度的试剂。 在封闭的一次冷却剂系统中，通过核心通过裂变热能加热的水保持在高压下，因此不会沸腾。 蒸汽在二次冷却剂回路中产生并且用于驱动驱动发电机的涡轮机。
- 坎杜和重水慢化反应堆 - 这些设计使用重水作为调节剂。 重水 - 用氘取代两个氢原子 - 作为缓和剂在裂变过程中减慢中子，并允许使用天然铀，而不是浓缩铀作为燃料。
- 卵石床模块化反应堆 - 使用氦冷却剂和燃料包裹在石墨和碳化硅球体中的高温反应堆，以确保裂变产物的遏制和抗熔化。