Reaktor jądrowy to urządzenie, w którym zachodzi kontrolowana, samopodtrzymująca się reakcja jądrowa. Ponieważ podczas rozszczepienia powstają neutrony, najprościej jest użyć właśnie ich, w celu osiągnięcia efektu łańcuchowych reakcji jądrowych. Zaczynamy od źródła neutronów (którym może być też paliwo), każdy neutron rozszczepiając jądra atomowe powoduje powstanie kolejnych kilku neutronów. Neutrony nie mają ładunku i same z siebie mogą rozszczepiać jądra, co więcej, im wolniejszy neutron, z tym większym prawdopodobieństwem się to dzieje. Korzystając z własności neutronów kontrolujemy rozwijanie się reakcji łańcuchowej tak, że ostatecznie każdy neutron powoduje powstanie w reaktorze dokładnie jednego nowego neutronu. W ten sposób ciągle zachodzą rozszczepienia, ale liczba neutronów się nie zmienia – mamy więc samopodtrzymującą się reakcję, która jest jednocześnie źródłem energii. Konstrukcja takiego reaktora jest bardzo prosta, pierwszy reaktor, który działał w sposób ciągły (X-10) był po prostu dużym blokiem grafitu, w który wsuwano pastylki z paliwem zawierającym naturalnym uran.

Oczywiście można sobie wyobrazić inny schemat. Protony również mogą wywołać rozszczepienie. Ale w ich przypadku, ponieważ są cząstkami obdarzonymi ładunkiem dodatnim, należy je przyspieszyć, aby mogły zderzyć się z jądrami, które mają również ładunek dodatni. Potrzebujemy więc urządzenia, które je przyspieszy, czyli akceleratora. Z energii powstającej w rozszczepianiu jąder możemy wyprodukować prąd elektryczny, a ten z kolei użyć do zasilania akceleratora i jeżeli uzyskamy więcej energii niż zużyje nasz akcelerator, to będziemy mogli podtrzymywać taką reakcję. Tego typu reaktor wielką przewagę nad reaktorem opartym o neutrony – bez protonów i akceleratora nie będzie działał, więc jest bardziej bezpieczny, bo wyłączenie tej jego części powoduje bezwzględne ustanie reakcji. W przypadku reaktora z neutronami istnieje niebezpieczeństwo, że reakcja wymknie się spod kontroli i zacznie sama rozwijać w niepożądanym kierunku. W rzeczywistości podkrytyczne reaktory akceleratorowe (accelerator-driven subcritical reactor), które opisałem powyżej, istnieją, choć schemat ich działania jest trochę bardziej skomplikowany i na razie są w fazie rozwoju i testów.