בתגובה (ריאקציה) גרעינית, משתחררת כמות גדולה מאוד של אנרגיה, באופן יחסי למשקל החומר.
בכור גרעיני, מנסים לבצע את הריאקציות הגרעיניות בצורה מבוקרת.
בכור ביקוע גרעיני, משתמשים במוטות דלק של אורניום או פלוטוניום, המשחררים אנרגיה בצורה של נויטרונים הנפלטים מהתגובה הגרעינית.
את הנויטרונים המהירים, מאיטים באמצעות מים (בדרך כלל מים כבדים) הנמצאים סביב ליבת הכור, ומשמשים גם לקירורה.
נכון לשנת 1997, היו בארה"ב 109 כורים גרעיניים להפקת אנרגיה.
בצרפת, משמשים הכורים הגרעיניים לאספקת יותר מ 70% מהחשמל למדינה.
לאחר התאונה שהתרחשה בכור שנבנה באי שלושת המיילים, בפנסילבניה בשנת 1979, ולאחר התאונה בכור הגרעיני בצ'רנוביל ב1986, לא נבנה עד לשנת 2010 בארה"ב, אף כור גרעיני חדש.
מהי כמות האנרגיה היחסית המשתחררת בתגובות גרעיניות?
סדרי גודל של תפוקת אנרגיה:
שריפת 1 קילוגרם נפט (ריאקציה כימית): 5 10* 7 [J].
ביקוע גרעיני של 1 קילוגרם אורניום: 8 10* 13 [J].
מיזוג גרעיני של 1 קילוגרם דאוטריום: 1014* 5.7 [J].
בממוצע, בתהליך ביקוע גרעיני בודד, משתחררת אנרגיה בשיעור של כ 0.9 מגה אלקטרון וולט [MeV], לכל נוקליאון (פרוטון או נויטרון) בגרעין.
עבור גרעינים כבדים, שכמות הנוקליאונים בהם גבוהה, כמות אנרגיה זו מסתכמת בכ 200 [MeV], לעומת אנרגיות המשתחררות בריאקציות כימיות, שהן מסדר גודל של אלקטרון וולט בודדים.
ב 1 קילוגרם אורניום, יש כ 2.5 * 1024 אטומים. אם כולם יתבקעו, נקבל כמות אנרגיה של:
2.5*1024*200 [MeV]*1.6*10-13[J/MeV] = 8*1013 [J].
מהי כמות הדלק הגרעיני הנדרשת להפעלת כור ביקוע גרעיני?
עבור תחנת כוח המייצרת 1000 מגהוואט חשמל, מכילה ליבת הכור כ 100 טון דלק גרעיני. מידי כ שנה וחצי, מחליפים כשליש מכמות הדלק בליבת הכור.
