堆的热源来自核裂变过程中释放出来的能量。绝大部分的能量来自重原子吸收中子后的分裂。这个原子核分裂的过程称为裂变（Fission）。小部分的能量来源于燃料、慢化剂、冷却剂及结构材料对中子的非裂变吸收。每次裂变所释放的总能量平均值约为200 MeV（或3.2×10-11 J），若用Ef表示这个值，则可近似认为Ef≈200 MeV。该能量包括裂变碎片的动能，新生中子的动能和γ射线的能量等，但不包括中微子的能量。很多裂变碎片具有放射性，会放出β射线并伴随有中子释放。β衰变导致一些同位素不稳定，导致缓发中子和γ射线的产生。

非裂变材料在吸收中子后，会以γ射线形式放出从氢的2.2 MeV到重物质的6～8 MeV的中子结合能。许多中子俘获产物不稳定，会放出β粒子、中子和γ射线。图2-1示出了能量释放的近似组成，表2-1列出了裂变能的近似分配和沉积。

图2-1　堆内能量释放的形式

易裂变原子的分裂产生两个中等质量的原子核和两个或更多的中子。铀235是自然界仅存可提取的易裂变核素，大约只占铀元素的0.7%。其他的易裂变核素都是可转换核素通过中子俘获转换而来。如Pu-239和Pu-241是分别从U-238和Pu-240吸收中子转变而来。U-233则是从Th-232俘获中子转变而来。(www.daowen.com)

每次裂变所释放的能量Ef因易裂变核素不同而不同，Lamash建议采用如下的关系式来计算热中子所引起的裂变能量：

在典型的轻水堆中，只有大概一半的中子被易裂变核素所吸收，而另外一半的中子被可转换核素、控制棒和结构材料所吸收。轻水堆的新燃料主要是低浓度U-235的铀基燃料，即UO2燃料。在轻水堆运行中所产生的钚也参与了能量释放，占到了最大达总释热量的50%。

表2-1　裂变能的近似分配和沉积