核電廠利用裂變釋放的能量並將其用於驅動發電的發電機。 雖然核電只貢獻了美國約20％的發電量，但該國的核電容量是其他國家中最高的--2010年為101吉瓦。
核電的共同組成部分
核反應堆具有這些共同點：
燃料 - 鈾是一種放射性重金屬礦石，是核反應堆最常見的燃料。 在濃縮過程之後，鈾變成非常濃縮的燃料。
商業核反應堆需要數千磅濃縮鈾燃料才能運行。 美國的民用核電廠每年購買約5000萬磅鈾（U3O8當量）燃料，其中大部分來自海外。
鈾礦在全球各地開採，主要集中在哈薩克斯坦，加拿大，澳大利亞和非洲。 美國是鈾生產的前10名。
控制棒 - 由鎘，鉿或硼等吸收中子的材料製成，控制棒從芯體插入或取出以控制反應速率或在必要時停止反應。
慢化劑 - 反應堆堆芯中的材料，可減緩裂變釋放的中子，從而引起更多的裂變。
主持人通常是普通（輕）水，但可能是重水（D20）或石墨。
冷卻液 - 循環通過堆芯傳遞熱量的液體或氣體。 在輕水反應堆中，水慢化劑也起一次冷卻劑的作用。
遏制 - 核反應堆裝入重度鋼筋混凝土結構中，以防止放射性物質逸入大氣中。
核能基本過程
核物理技術性很強，但核電生產的基本過程如下：
反應堆堆芯在稱為裂變的過程中產生熱量和放射性，通常稱為原子分裂。 核反應堆內部是鈾核燃料。 作為鈾分裂的核心，它們釋放出中子。 當中子擊中其他鈾原子時，這些原子核也分裂，釋放它們的中子撞擊其他原子，造成更多的裂變。 這種連續的原子分裂是一種連鎖反應。
來自受控裂變反應的熱量用於直接在沸水反應堆（BWR）中或直接在含有蒸汽發生器的壓水反應堆（PWR）中從水中產生蒸汽。
蒸汽驅動為發電機供電的渦輪。
發電機產生分配給電網的電力。
核反應堆類型
在世界範圍內，使用各種類型的核動力反應堆。 然而，最常見的類型是壓水反應堆（PWR）和沸水反應堆（BWR），它們被歸類為輕水反應堆。 在美國，壓水堆和沸水堆是僅有的兩種運行中的商業核電廠。
- 沸水反應堆（BWR） - 在這種類型的反應堆中，裂變產生熱量，使反應堆堆芯中的水沸騰。 來自沸水的蒸汽驅動渦輪機驅動發電機發電。 在2011年3月的地震和海嘯中受損的日本東北部福島第一石廠的反應堆是BWR。
- 壓水反應堆（PWR） - 這類反應堆是生產能源最常見的反應堆。 它使用水作為冷卻劑和調節劑，這是一種有助於控制裂變速度的試劑。 在封閉的一次冷卻劑系統中，通過核心通過裂變熱能加熱的水保持在高壓下，因此不會沸騰。 蒸汽在二次冷卻劑迴路中產生並且用於驅動驅動發電機的渦輪機。
- 坎杜和重水慢化反應堆 - 這些設計使用重水作為調節劑。 重水 - 用氘取代兩個氫原子 - 作為緩和劑在裂變過程中減慢中子，並允許使用天然鈾，而不是濃縮鈾作為燃料。
- 卵石床模塊化反應堆 - 使用氦冷卻劑和燃料包裹在石墨和碳化矽球體中的高溫反應堆，以確保裂變產物的遏制和抗熔化。