什么是反应堆呢？其实也就是“烧”核燃料的炉子。

通常我们所说的核电厂是一个以核反应堆、冷却剂回路、二次回路及其辅助系统组成的大系统。其中核反应堆是核电厂中的关键设备，好比火电厂中的锅炉，为整个电厂生产提供热源。

核反应堆是以铀或钚作核燃料，可控制一定数量的核燃料发生自持的链式裂变反应，并不断地把裂变能量带出作功的一种装置。反应堆内设置有能实施链式反应的核燃料和可控制核裂变反应速率以达到启动，正常运行，或停堆的控制设备。

在反应堆中不断地进行着如下的核反应：

注：是中子，ɤ是裂变反应产生的中子数，X，Y是裂变产物，随反应条件不同而有所不同，E是裂变反应放出的能量。(www.daowen.com)

那么反应堆是如何实现反应速率的控制呢？烧过煤炉的人都知道，当把炉子下面的通风口关小一点，使进入炉膛的空气少一些，火势就会弱下来。如果把反应堆内的核燃料比作是蜂窝煤的话，那么上面反应式中的就是空气了。反应堆就是通过控制堆内的中子数量来控制反应速率。正常运行情况下，反应堆内核反应消耗掉的中子数和产生的中子数相等，这称为有效增殖数，也就是ɤ等于1。此时，反应堆处于临界状态，链式反应能以恒定的速率进行。如果这时把控制棒（由能强烈吸收中子的物质，如镉制成）插进堆芯一些，中子数减少，有效增殖系数小于1，处于次临界状态，系统内的核反应速率将随时间不断减小，链式反应不能自持。相反地，如果把控制棒拔出来一些，则有效增殖系数大于1，处于超临界状态，系统核反应速率升高，放出裂变能的速率也越来越快。

在反应堆的控制中最注意的就是不能让反应堆老处于超临界状态，否则反应堆的功率越来越大。超过了额定功率以后，反应堆内的裂变热不能有效地被冷却剂带出，就会造成堆芯因温度过高而熔化，酿成恶性事故。

在第一次启动人类自己制造的反应堆时，人们的谨慎小心是可想而知的。为了防止反应堆失控时发生危险事故，紧急停堆用的控制棒一端挂了块重物，另一端用绳子系在栏杆上。有一个人拿了一把斧子站在旁边，以便必要时砍断绳索，使水平放置的紧急停堆用控制棒，能借助于重物的重力，迅速插入堆芯。即使如此，人们仍然担心控制棒由于某种意想不到的原因万一卡住，以致无法进入反应堆。因而还有3个人各拿一桶镉盐站在堆顶，以便一旦控制棒失灵时，将能强烈吸收中子的镉盐倒进反应堆，中止链式反应。

在今天的现代化反应堆中，上述的这种安全保护措施已经远远不适用了。各种先进的监测、控制设备能及时提醒操作人员对不正常情况做出反应，并且能在危险情况下自动把反应堆关闭。