ويَحْدُث الانشطار النووي في المفاعل الذي يستخدم اليورانيوم وقودًا، عندما تأسِرُ نواة ذرة اليورانيوم ـ 235. نيوترونًا. والنيوترون جسيم ذري ثقيل غير مشحون كهربائيًا. وعندما تأسرذرة اليورانيوم ـ 235 النيوترون، فإن نواتها تنشطر إلى نواتين صغيرتين، تعرفان باسم شظايا الانشطار. مع انبعاث قدر كبير من الطاقة، وانطلاق عدد كبير من النيوترونات. وتصطدم النيوترونات المنطلقة من الانشطار الأول بعدد من نويات اليورانيوم، مما يؤدي إلى انشطارها إلى أجزاء، ومن ثم، تولد الانشطارات الحادثة عددًا أكبر من النيوترونات التي تؤدي بدورها إلى انشطار مزيد من نويات اليورانيوم. وتسمى سلسلة الانشطارات ذاتية الاستمرار في الوقود النووي التفاعل المتسلسل. ويمكن أن تُسبب هذه العملية ترليونات من الانشطارات النووية في جزء من الثانية ـ منتجة كمية ضخمة من الطاقة.
مجموعات الوقود في قلب المفاعل تضم قضبان وقود منفردة تحتوي على ذرات الوقود النووي. وبمجرد انشطار نواة الوقود فإنها تنتج طاقة وتنطلق النيوترونات. وتنشطر نويات وقود أخرى عند اصطدامها بالنيوترونات، وهكذا يستمر التفاعل.
المُهدئ. مادة تستخدم في كثير من المفاعلات لرفع مُعدَّل الانشطار واسْتِثارة التفاعل المتسلسل. وأهم أنواع المهدّئات؛ الجرافيت، والماء، أو الماء الثقيل، وهو مركب من الأكسجين والديوتريوم. وتعمل المهدئات على إبطاء سرعة النيوترونات المنطلقة من انشطار ذرات اليورانيوم ـ 235. ويٌساعد إبطاء سرعة النيوترونات المنطلقة من الانشطارات ذرات اليورانيوم الأخرى في أَسْرِ النيوترونات بصورة أفضل، مما يساعدها على الانشطار. وإذا لم يستطع المهدئ تخفيض سرعة النيوترونات، فإن ذرات اليورانيوم ـ 238 سوف تمتص عددًا كبيرًا من هذه النيوترونات التي لن تنشطر.