حدود دو سوم از جمعیت جهان در کشورهایی زندگی می کنند که نیروگاه های هسته ای آنها در زمینه تولید برق و زیر ساخت های صنعتی نقش مکمل را ایفا می نماید . نیمی از مردم جهان در کشورهایی زندگی می کنند که نیروگاه های انرژی هسته ای در آنها در حال برنامه ریزی و یا در دست ساخت می باشد . به این ترتیب ، توسعه سریع نیروی هسته ای جهان مستلزم به روز هیچ تغییر بنیادینی نیست و تنها نیازمند تسریع راهبردهای موجود است . همچنین در اقیانوس های جهان راکتورهای هسته ای نیروی محرکه بیش از 400 کشتی را بدون اینکه به خدمه آن و یا محیط زیست آسیبی برسانند ، تامین می نماید . در دوره پس از جنگ سرد ،فعالیت جدیدی برای حذف مواد هسته ای از تسلیحات و تبدیل آن به سوخت نیروی هسته ای غیر نظامی آغاز گردید . نیروی هسته ای موجب استقلال در انرژی گردیده و تامین آن را تضمین می نماید . امروزه نیروی هسته ای یک فناوری دائماً در حال پیشرفت است که تجربه عملیاتی سالانه بیش از ده هزار راکتور را در یک صنعت جهانی بالغ و رو به رشد به کار می گیرد . این منبع فوق العاده گرانبها ، پاک و پایدار در دسترس است تا با استفاده بسیار گسترده تر از آن یک بحران بی سابقه انسانی و زیست محیطی حل گردد .

4-2 تکنولوژی مختلف تولید انرژی در نیروگاه های هسته ای
نیروگاه هسته ای شامل مجموعه ای از تجهیزات ، ساختمان ها و امکاناتی است که در آن انرژی حاصل از شکافت هسته ای تحت کنترل درآمده و به برق تبدیل می گردد . در یک نیروگاه هسته ای مرکز تولید انرژی از یک راکتور هسته ای می باشد . در نیروگاه های هسته ای سوخت معمولاً به صورت سالیانه تهیه و در واقع میله های سوختی آن تعویض می گردد . در نیروگاه های هسته ای فعل و انفعالات هسته ای گرمای زیادی را تولید می نماید که این گرما توسط یک سیال خنک کننده ( معمولاً آب و در مواردی گاز ) دریافت و از محل راکتور خارج می گردد . سیال خنک کننده یا خود مستقیماً وارد توربین شده و کار محوری و نهایتاً تولید برق می کند و یا این که حرارت سیال خنک کننده صرف تبخیر آب شده و بخار حاصل وارد توربین می گردد . به طور کلی ، اجزاء و بخش های مختلف یک نیروگاه هسته ای به شرح زیر می باشد :
1 . راکتور و اجزای تولید حرارت
2 . سیستم خنک کننده و تولید بخار
3 . سیستم تولید برق ( توربین و ژنراتور )
4 . سیستم های ایمنی ، دستگاه های اندازه گیری و کنترل
5 . سایر تاسیسات و تشکیلات جنبی و همراه
4-2-1 رآکتورهای هسته ای
راکتور هسته ای محلی است که واکنش های زنجیره ای شکافت هسته ای به طریق کنترل شده ای انجام و انرژی حاصل به وسیله یک سیال هدایت شده ( خنک کن ) جذب و از محل واکنش انتقال دهده می شود . کلیه تاسیسات یک نیروگاه برای استفاده و تبدیل انرژی حرارتی حاصل از شکافت هسته ای بنا می گردند . ( مجید عباس پور ، 1392 : 257 ) رآکتوهای هسته ای بر پایه شکافت هسته ای طراحی گردیده اند و در آنها فعل و انفعالات زنجیره ای ناشی از شکافت به صورت کنترل شده ای صورت می گیرد . رآکتورها برای تولید انرژِ الکتریکی و نیز تولید نوترونها جهت تجزیه به طریق فعال سازی ، تشکیل رادیوایزوتوپ ها ، رادیوگرافی نوترونی و آزمایشات چندگانه پراکندگی نوترون به کار می روند . شکافت یک گرم از یک نوکلید مناسب در هر روز به میزان حدود MW1 انرژی ایجاد می کند . در حالی که احتراق 6/2 تن زغال سنگ در هر روز لازم است تا چنین بازدهی حاصل شود . انرژی آزاد شده در یک رآکتور هسته ای به صورت گرما آشکار می شود و می توان این انرژی را با به گردش در آوردن یک مایع یا گاز خنک کننده مناسب در میان رآکتور استخراج کرد . یک رآکتور در حقیقت عبارت است از مقداری ماده قابل شکافت که جرم آن کمی بیشتر از جرم بحرانی ( حداقل جرم سوخت هسته ای که قابلیت شکافت خود به خودی را داشته باشد ) برای توسعه فعل انفعال زنجیری باشد . بر اثر شکست هر اتم U 235 به طور متوسط 5/2 نوترون آزاد می گردد که قسمتی از نوترون های آزاد شده صرف شکست اتم های دیگر اورانیوم و قسمتی دیگر در اثر جذب و غیره از بین می رود . نسبت تعداد نوترون های تولید شده به تعداد نوترون های از بین رفته را در فاصله زمان معینی ضزیب تکثیر می نامند و آن را با علامت K نشان می دهند . تا زمانی که جرم اورانیوم کمتر از جرم بحرانی برای انجام واکنش زنجیری است ، ضریب تکثیر کوچکتر از یک است ؛ ولی پس از رسیدن به جرم بحرانی مقدار k معادل یک خواهد شد . چنانچه 1 > k گردد (فوق بحرانی) واکنش تشدید شده و سبب گرم شدن بیش از حد ماده سوخت شده و موجب ایجاد خسارت فراوان در رآکتور می گردد و چنانچه از کنترل خارج گردد یک فاجعه اتمی رخ خواهد داد .
4-2-2 اجزای اصلی تشکیل دهنده رآکتورهای هسته ای
رآکتورها با طراحی های متنوع انواع متفاوتی دارد که تقریباً همه آنها اجزای یکسانی دارند و شامل سوخت هسته ای که یک ماده قابل شکافت است ، کند کننده برای کند نمودن نوترون های حاصل از شکافت ، خنک کننده برای کنترل انتقال انرژی حرارتی حاصل از شکافت ، کنترل کننده برای کنترل نمودن میزان شکافت ، منعکس کننده برای جلوگیری از فرار نوترون های حاصل از شکافت ، غلاف سوخت جهت در بر گرفتن سوخت و مواد ساختمانی و حفاظتی رآکتور می شود .
4-2-3 دسته بندی نیروگاه ها ( راکتور نیروگاه ها ) : برای انتخاب نوع رآکتور نیروگاه ها به ضوابط زیر توجه شد :
1 . وجود تجربه کافی در ساختن و بهره برداری از رآکتور
2 . اقتصادی بودن نیروگاه
3 . برتری از لحاظ ایمنی
4 . سازنده منحصر به فرد در دنیا نداشته باشد تا وابستگی شدید نسبت به یک کشور سازنده ایجاد نشود
5 . برای پرهیز از پیچیدگی برنامه های اجرایی و مشکلات بهره برداری در ابتدای کار تنها از یک نوع تکنولوژی استفاده شود
6 . سوخت مورد نیاز رآکتور به آسانی قابل تأمین باشد
7 . امکان شیرین کردن آب شور با رآکتورها
بر اساس این ضوابط و پس از بررسی پیشنهادهای رسیده از همه سازندگان رآکتورهای هسته ای جهان غرب و پس از مذاکرات گسترده ، سازمان انرژی اتمی ، رآکتور آب سبک تحت فشار را برای نخستین نیروگاه اتمی ایران انتخاب کرد . رآکتورهای کاربردی انواع زیادی دارند که فن آوری آنها بعضاً بسیار متفاوت است . ( نمونه ای از مشخصات انواع نیروگاه ها در جدول 1 آمده است ). با این که رآکتورها از لحاظ تئوریک انواع بی شماری دارند ، ولی فقط چند نمونه از این رآکتورها کاربرد صنعتی دارند . ( مهم ترین انواع رآکتورها برای رآکتورهای قدرت در جدول 2 ذکر شده است ) . رآکتورهای هسته ای که تا کنون در دنیا ساخته شده اند از لحاظ نوع کار تقریباً مشابه می باشند اما از لحاظ سیستم خنک کننده ، نوع ماده میانجی ، یا سوخت مصرفی به پنج دسته تقسیم شده اند که عبارتند از :
1 . رآکتورهای آب سبک ( LWR ) : در این رآکتورها که متداول ترین نوع رآکتور در سطح جهان هستند از آب معمولی هم به عنوان مدراتور و هم خنک کننده استفاده می شود .
2 . رآکتور آب سنگین ( HWR ) : در این رآکتورها از آب سنگین هم به عنوان مدراتور و هم به عنوان خنک کننده استفاده می شود .
3 . رآکتورهایی که با گاز خنک می شوند ( GCR ) : مدراتور این رآکتورها گرافیت ، خنک کننده آنها گاز دی اکسید کربن ، و سوخت مصرفی آنها اورانیوم طبیعی است که در درون پوششی به نام مگناکس ( اکسید منیزیم ) قرار دارد .

                                                    .