Nükleer fisyon : Nükleer fisyon, uranyum veya plütonyum gibi ağır bir atomun çekirdeğinin bir nötron tarafından bombardımana tutulduğu ve daha küçük çekirdeklere bölünmesine neden olduğu, ayrıca ek nötronlar ve ısı şeklinde büyük miktarda enerji açığa çıkardığı süreçtir.

Reaksiyon Kontrolü : Fisyon sürecini kontrol altında tutmak için bir reaksiyon kontrol sistemi kullanılır. Genellikle, nötron sayısını düzenlemek ve zincirleme reaksiyonu kontrollü bir seviyede tutmak için reaktörün etrafına grafit veya bor gibi nötron emici malzemeler yerleştirilir.

Isı Üretimi : Fisyon sırasında ısı şeklinde açığa çıkan enerji, suyu ısıtmak ve buhar üretmek için kullanılır. Bu buhar, bir jeneratöre bağlı olan bir türbine yönlendirilir. Buhar türbin kanatlarını ittiğinde jeneratörü döndürerek elektrik üretir.

Soğutma : Aşırı ısınmayı önlemek için nükleer reaktörler soğutulmalıdır. Soğutma maddesi olarak genellikle su kullanılır. Fisyon reaksiyonu tarafından üretilen ısıyı emer ve bu ısıyı bir soğutma sistemi aracılığıyla tahliye eder.

Güvenlik : Nükleer santraller, kazaları önlemek ve bir olay durumunda riskleri en aza indirmek için birden fazla güvenlik sistemi ile donatılmıştır. Buna acil durum soğutma sistemleri, bir sızıntı durumunda radyasyonu kontrol altına alacak muhafaza sistemleri ve radyoaktif atık yönetimi prosedürleri dahildir.

Atık Yönetimi : Nükleer enerjinin önemli bir yönü, fisyon işlemi tarafından üretilen radyoaktif atıkların yönetimidir. Çevre ve halk sağlığına yönelik riskleri en aza indirmek için bu atıkların son derece uzun süreler boyunca güvenli bir şekilde depolanması gerekir.

Özetle nükleer enerji, enerjiyi ısı şeklinde açığa çıkaran nükleer fisyon işlemiyle üretilir. Bu ısı daha sonra bir buhar üretim sistemi ve türbinler aracılığıyla elektriğe dönüştürülür.

Nükleer reaktör :
Nükleer reaktör, nükleer fisyon reaksiyonlarının gerçekleştiği tesisin kalbidir. Zenginleştirilmiş uranyum veya plütonyum gibi nükleer yakıtın yanı sıra nükleer reaksiyonları düzenlemek için moderatörler ve reaktör kontrolleri içerir.

Buhar jeneratörü :
Buhar jeneratörü, reaktör tarafından üretilen ısıyı buhara dönüştürmekten sorumludur. Reaktör tarafından ısıtılan suyun dolaştığı birkaç tüpten oluşur. Bu su, türbine yönlendirilecek yüksek basınçlı buhara dönüştürülür.

Buhar türbini :
Buhar türbini, buhar jeneratörüne bağlanır. Buhar jeneratörü tarafından üretilen yüksek basınçlı buhar türbine girdiğinde türbin kanatlarını döndürür. Bu dönüş, buharın termal enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür.

Jeneratör :
Jeneratör türbine bağlanır ve türbinin dönmesi ile üretilen mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Elektromanyetik indüksiyon prensibine göre çalışır.

Soğutma sistemi :
Nükleer santraller, reaktör tarafından üretilen ısıyı uzaklaştırmak için soğutma sistemleri ile donatılmıştır. Bu, soğutma kulelerini, soğutma suyu devrelerini, ısı değişim sistemlerini ve daha fazlasını içerebilir.

Güvenlik Sistemleri :
Nükleer santraller, kazaları önlemek ve bir olay durumunda riskleri en aza indirmek için birden fazla güvenlik sistemi ile donatılmıştır. Buna reaktör kontrol sistemleri, acil durum soğutma sistemleri, bir sızıntı durumunda radyasyonu kontrol altına alan muhafaza sistemleri ve elektrik yedekleme sistemleri dahildir.

Kontrol ve Gözetim Sistemi :
Nükleer santraller, reaktör performansını, radyasyon seviyelerini, güvenlik koşullarını vb. sürekli olarak izlemek için gelişmiş kontrol ve izleme sistemleriyle donatılmıştır.

Nükleer Atık Depolama :
Nükleer santraller, nükleer fisyon süreci tarafından üretilen radyoaktif atıkları yönetmelidir. Bu, radyoaktif atıkların uygun tesislerde güvenli ve emniyetli bir şekilde depolanmasını içerir.

Basınçlı Su Reaktörleri (PWR'ler) :
Basınçlı su reaktörleri, dünya çapında nükleer santrallerde kullanılan en yaygın reaktör türleridir. Soğutma ve düzenleyici madde olarak basınçlı su kullanırlar. Birincil devre içindeki reaktör tarafından ısıtılan su, kaynamasını önlemek için yüksek basınçta tutulur. Bu ısı daha sonra elektrik üreten bir jeneratöre bağlı bir türbini çalıştıran buhar üretmek için bir ısı eşanjörü aracılığıyla ikincil bir devreye aktarılır.

Kaynar Su Reaktörleri (BWR) :
Kaynar su reaktörleri, basınçlı su reaktörlerine benzer, ancak bu durumda reaktörün içindeki suyun birincil devrede kaynamasına izin verilir. Üretilen buhar, ikincil bir devreye ihtiyaç duymadan doğrudan türbini döndürmek için kullanılır. Bu reaktörler, General Electric tarafından tasarlanan nükleer santrallerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ağır Su Reaktörleri (CANDU) :
Kanada Döteryum Uranyum (CANDU) reaktörleri olarak da bilinen ağır su reaktörleri, moderatör olarak ağır su (hidrojen döteryum içeren) ve soğutma maddesi olarak hafif su kullanır. Esas olarak Kanada'da ve diğer bazı ülkelerde kullanılırlar. Bu reaktörler yakıt olarak doğal uranyum kullanabilir ve bu da onları yakıt tedariki açısından esnek hale getirir.

Hızlı Nötron Reaktörleri (FNR) :
Hızlı nötron reaktörleri, nükleer yakıtta fisyon reaksiyonlarına neden olmak için termal nötronlar yerine hızlı nötronlar kullanır. Uranyum ve plütonyum dahil olmak üzere farklı yakıt türleri kullanabilirler. Hızlı reaktörler, tükettiklerinden daha fazla yakıt üretme potansiyeline sahiptir, bu da onları uzun vadeli enerji üretimi ve nükleer atık yönetimi için çekici kılar.

Erimiş Tuz Reaktörleri (MSR) :
Erimiş tuz reaktörleri, erimiş tuzları yakıt ve soğutma maddesi olarak kullanan yeni bir teknolojidir. Potansiyel güvenlik ve verimlilik faydalarının yanı sıra, üretilen nükleer atık miktarını azaltabilecek nükleer yakıtları daha yüksek konsantrasyonlarda kullanma yeteneği sunarlar.