พลังงานนิวเคลียร์
            พลังงานนิวเคลียร์ (Nuclear energy) คือ พลังงานที่ปลดปล่อยออกมา เมื่อมีการแยกรวม หรือแปลงนิวเคลียสของอะตอม หรือจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี ซึ่งพลังงานเหล่านั้นอาจเป็น “พลังงานความร้อน” และ “รังสี”

            ในส่วนของ “พลังงานความร้อน” เราสามารถนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าได้ โดยนำความร้อนที่ได้ไปต้มน้ำให้เดือด และนำไอน้ำที่ได้ไปปั่นกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์

            ส่วน “รังสี” เป็นพลังงานที่แผ่กระจายจากต้นกำเนิดออกไปในอากาศหรือตัวกลางใดๆ ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมไปถึงกระแสอนุภาคที่มีความเร็วสูงด้วย

            พลังงานนิวเคลียร์ เป็นเทคโนโลยีที่ออกแบบมาเพื่อนำพลังงานจากอะตอมของสสารมาใช้งาน โดยอาศัยเตาปฏิกรณ์ปรมาณู แม้ว่าในปัจจุบันพลังงานนิวเคลียร์ที่มีการนำมาใช้ จะได้มาโดยอาศัยปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบแตกตัวเพียงอย่างเดียว แต่ในอนาคตอาจจะสามารถนำประโยชน์จากปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบอื่นมาใช้ได้ เช่น ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบรวมตัว พลังงานที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในเตาปฏิกรณ์ปรมาณู จะใช้ในการต้มน้ำเพื่อผลิตไอน้ำที่จะใช้เปลี่ยนไปเป็นพลังงานกลสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าหรือจุดประสงค์อื่น 

            พลังงานนิวเคลียร์ เป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง ที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ นิวเคลียร์ เป็นคำคุณศัพท์ของคำว่า นิวเคลียส ซึ่งเป็นแก่นกลางของอะตอมธาตุ ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคโปรตอน และนิวตรอนซึ่งยึดกันได้ด้วยแรงของอนุภาคไพออน

            พลังงานนิวเคลียร์ บางครั้งใช้แทนกันกับคำว่า พลังงานปรมาณู นอกจากนี้พลังงานนิวเคลียร์ยังครอบคลุมไปถึงพลังงานรังสีเอกซ์ด้วย (พ.ร.บ. พลังงานเพื่อสันติ ฉบับที่ 2 พ.ศ. 2508) พลังงานนิวเคลียร์ สามารถปลดปล่อยออกมาเป็นพลังงานหลายรูปแบบ เช่น พลังงานความร้อน รังสีแกมมา อนุภาคเบต้า อนุภาคอัลฟา อนุภาคนิวตรอน เป็นต้น

พลังงานนิวเคลียร์ หมายถึง พลังงานไม่ว่าลักษณะใดๆก็ตาม ซึ่งเกิดจากนิวเคลียสอะตอมโดย
            1. พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิซชั่น (Fission) ซึ่งเกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียสธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม พลูโทเนียม เมื่อถูกชนด้วยนิวตรอนหรือโฟตอน
            2. พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิวชั่น (Fusion) เกิดจากการรวมตัวของนิวเคลียสธาตุเบา เช่น ไฮโดรเจน
            3. พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (Radioactivity) ซึ่งให้รังสีต่างๆ ออกมา เช่น อัลฟา เบตา แกมมา และนิวตรอน เป็นต้น
            4. พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดจากการเร่งอนุภาคที่มีประจุ (Particle Accelerator) เช่น อิเล็กตรอน โปรตอน ดิวทีรอน และอัลฟา เป็นต้น

            พลังงานนิวเคลียร์ฟิชชั่น (Nuclear fission) เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจากการที่นิวเคลียสของอะตอม แตกตัวออกเป็นส่วนเล็กๆ สองส่วนในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น เมื่อนิวตรอนชนเข้ากับนิวเคลียสของธาตุที่สามารถแตกตัวได้ เช่น ยูเรเนียม หรือพลูโตเนียม จะเกิดการแตกตัวเป็นสองส่วนกลายเป็นธาตุใหม่ พร้อมทั้งปลดปล่อยอนุภาคนิวตรอนและพลังงานจำนวนมากออกมา อนุภาคนิวตรอนที่ถูกปลดปล่อยออกมา สามารถวิ่งไปชนกับอะตอมข้างเคียงเพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น และปลดปล่อยพลังงานและอนุภาคนิวตรอนอย่างต่อเนื่อง เรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่

            ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น (Nuclear fusion) ในทางฟิสิกส์นิวเคลียร์และเคมีนิวเคลียร์ คือกระบวนการที่นิวเคลียสอะตอมหลายตัวมารวมตัวกันกลายเป็นนิวเคลียสอะตอมที่หนักขึ้น และเกิดการปลดปล่อยหรือดูดซับพลังงานในกระบวนการนี้ นิวเคลียสของเหล็กและนิกเกิลมีพลังงานพันธะต่อนิวคลีออนสูงมาก ฟิวชั่นของนิวเคลียสทั้งสองชนิดกับธาตุอื่นที่มีมวลน้อยกว่าเหล็กจะทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานออกมารุนแรงกว่าที่เหล็กจะดูดซับพลังงานไว้ กระบวนการที่ดำเนินไปในทางกลับกันนี้จะเรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน (Nuclear fission)

หลักการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์
            โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ คือ ระบบที่จะนำพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์มาเปลี่ยนเป็น พลังงานไฟฟ้า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนหลักๆ 4 ส่วนคือ เตาปฏิกรณ์ ระบบระบายความร้อน ระบบกำเนิดกระแสไฟฟ้า และระบบความปลอดภัย พลังงานที่เกิดขึ้นในเตาปฏิกรณ์เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น สิ่งที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น ไม่ได้มีเพียงพลังงานจำนวนมากที่ปลดปล่อยออกมา แต่รวมถึงผลผลิตที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น นิวตรอนอิสระจำนวนหนึ่ง การควบคุมจำนวนและการเคลื่อนที่ของนิวตรอนอิสระภายในเตาปฏิกรณ์โดยสารหน่วงนิวตรอน และแท่งควบคุมจะเป็นการกำหนดว่า จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นขึ้นภายในเตาปฏิกรณ์มากน้อยเพียงใด

            พลังงานที่ผลิตเกิดขึ้นภายในเตาปฏิกรณ์ จะถูกนำออกมาโดยตัวนำความร้อน ซึ่งก็คือ ของไหล เช่น น้ำ,เกลือหลอมละลายหรือก๊าซคาร์บอนไดอออกไซต์ ของไหลจะรับความร้อนจากภายในเตาปฏิกรณ์ จนตัวมันเองเดือดเป็นไอหรือเป็นตัวกลางในการนำความร้อนไปยังวงจรถัดไปเพื่อผลิตไอน้ำ ไอน้ำที่ได้จะถูกส่งผ่านท่อไปยังระบบกำเนิดกระแสไฟฟ้า ที่ไอน้ำจะถูกนำไปขับกังหันไอน้ำที่จะใช้ในการหมุนเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าต่อไป

            เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ คือ วัสดุที่สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการกำเนิดพลังงานนิวเคลียร์ โดยทั่วไปเราจะใช้ยูเรเนียม -235 เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ แต่ยูเรเนียมในธรรมชาติไม่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในโรงไฟฟ้าได้ทันที เราจึงต้องมีกระบวนการมากมายที่จะทำให้ได้มาซึ่งยูเรเนียม -235 ที่มีความเข้มข้นพอที่จะใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การทำเหมืองยูเรเนียม การถลุงและการทำให้บริสุทธิ์ การใช้งาน การเก็บรักษาในขั้นตอนสุดท้าย กระบวนการทั้งหมดก่อให้เกิดเป็น วัฎจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

            ทุกๆ กิจกรรมของมนุษย์ ก่อให้เกิดของเสียที่ต้องจัดการอย่างระมัดระวัง แต่อย่างไรก็ตาม กากกัมมันตรังสีเป็นของเสียชนิดหนึ่งจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ที่ต้องมีการจัดการอย่างระมัดระวังเป็นพิเศษ ภายใต้กฎกติกาและแนวทางการปฏิบัติงานที่เข้มงวด โดยมีการวิจัยและศึกษาอย่างต่อเนื่อง ถึงวิธีการที่จะลดความเสี่ยงที่จะเกิดการปนเปื้อน และการเสียหายของสารกัมมันตรังสีที่ทำการจัดเก็บอันจะมีผลต่อสภาพแวดล้อม

            กากกัมมันตรังสี ก็คือ ของเสียไม่ว่าในรูปของของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซที่ประกอบ หรือปนเปื้อนด้วยสารกัมมันตรังสี ในระดับความแรงรังสีสูงกว่าเกณฑ์กำหนดว่าเป็นอันตรายและวัสดุนั้นๆ ไม่เป็นประโยชน์อีกต่อไปแล้ว เมื่อได้ชื่อว่ากากกัมมันตรังสี กากหรือของเสียเหล่านั้นจะต้องได้รับการบำบัดและจัดการอย่างมีระบบ และผ่านการตรวจสอบอย่างเคร่งครัด

            กากกัมมันตรังสีก็เหมือนกับของเสียชนิดอื่น ที่จำเป็นต้องจัดการเพื่อป้องกันออกจากผู้คนและสิ่งแวดล้อม กากกัมมันตรังสีที่มาจากกิจกรรมการใช้งานสารกัมมันตรังสี เช่น กิจกรรมทางการแพทย์ อุตสาหกรรม การเกษตร หรือ โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ถูกแบ่งออกเป็น 3 ระดับตามความรุนแรงของรังสีและชนิดของสารกัมมันตรังสี คือ กากกัมมันตรังสีระดับต่ำ, กากกัมมันตรังสีระดับกลาง, กากกัมมันตรังสีระดับสูง นิยามของกากกัมมันตรังสีได้รับการยอมรับโดยองค์กรนานาชาติ เพื่อใช้ในการกำหนดวิธีในการจัดการกากกัมมันตรังสี

ประเภทของกากกัมมันตรังสี
            1. กากกัมมันตรังสีระดับสูง ได้แก่ กากกัมมันตรังสีที่เป็นของแข็งและของเหลวที่ได้จากการฟอกกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ และกากกัมมันตรังสีอื่นๆ ที่มีระดับรังสีสูงเทียบเท่า
            2. กากกัมมันตรังสีระดับปานกลาง เป็นกากกัมมันตรังสีที่เกิดจากการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับสารกัมมันตรังสี อาทิเช่น เศษโลหะ กากตะกอนที่ได้จากการบำบัดกากกัมมันตรังสีที่เป็นของเหลว สารแลกเปลี่ยนไอออน และต้นกำเนิดรังสีใช้แล้ว 
            3. กากกัมมันตรังสีระดับต่ำ เป็นกากกัมมันตรังสีที่เกิดจากการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับสารกัมมันตรังสี อาทิเช่น ถุงมือ เสื้อผ้า อุปกรณ์ที่ทำจากกระดาษ 

            กากกัมมันตรังสีไม่คงอยู่ตลอดไป สารกัมมันตรังสีทุกประเภทเป็นสารที่มีการสลายตัว โดยมีช่วงอายุการสลายตัวแตกต่างกัน ตั้งแต่เสี้ยววินาที กระทั่งนับล้านปี ดังนั้นกากกัมมันตรังสีไม่คงอยู่อย่างถาวร พิษของสารรังสีย่อมเจือจางไปตามกาลเวลา โดยที่ช่วงเวลาที่สารรังสีสลายตัวไปครึ่งหนึ่งของปริมาณตั้งต้นเรียก ว่า"ครึ่งชีวิต" โดยทั่วไปแล้วเมื่อทิ้งไว้เพียงช่วงเวลา 10 ช่วงครึ่งชีวิต สารกัมมันตรังสีนั้นๆ ก็จะมีปริมาณความแรงรังสีคงเหลือเพียง 1 ใน 1,000 เท่าของปริมาณตั้งต้น และในช่วงเวลา 20 ช่วงครึ่งชีวิต สารกัมมันตรังสีนั้นจะมีความแรงรังสีเหลือเพียง 1 ใน 1,000,000 เท่าของปริมาณตั้งต้น

กากกัมมันตรังสีจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 
            การเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ หมายถึง การทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อเนื่องตลอดเวลาทำงานและควบคุมได้ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในกรณีของการเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ซึ่งคือการที่นิวเคลียสของยูเรเนียม-235ถูกทำให้แตกตัว เกิดพลังงานความร้อนและอนุภาคนิวเคลียร์ออกมา พลังความร้อนนั้นเกิดจากการที่มวลสารของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์หายไป 

            ส่วนอนุภาคนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นมีได้หลายอย่าง ที่สำคัญคือ นิวตรอน ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันโดยตรง แต่จะเกิดมีอนุภาคแอลฟา เบต้า และแกมมา ในเครื่องปฏิกรณ์ด้วยจากปฏิกิริยาข้างเคียง ตัวอย่างเช่น เกิดจากการที่นิวตรอนที่เกิดขึ้น วิ่งไปชนวัตถุอื่นๆ ต่อไป หรือเกิดจากการที่ไอโซโทปรังสี ที่มาจากการแตกตัวของยูเรเนียมสลายตัวให้รังสีออกมา การเกิดปฏิกิริยาฟิชชันชนิดต่อเนื่อง (Chain Reaction) จะเกิดขึ้นเฉพาะที่แกนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งแท่งเชื้อเพลิงถูกจัดเรียงรวมมัดอยู่อย่างเป็นระเบียบที่ดีเท่านั้น เพราะปฏิกิริยาฟิชชันจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อ มีเชื้อเพลิงถึงเกณฑ์วงจรวิกฤต "Critical Mass"

กากกัมมันตรังสีที่เกิดจากการเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ สามารถแยกได้เป็น 2 ส่วน 
            ส่วนที่ 1 เกิดจากเนื้อเชื้อเพลิงโดยตรง เนื่องจากเมื่อเกิดปฏิกิริยาฟิชชันขึ้น เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ส่วนหนึ่งจะถูกทำปฏิกิริยาหมดไป หรืออีกนัยหนึ่งคือถูก "เผาไหม้" นั่นเอง แต่เชื้อเพลิงใช้แล้ว หรือ "ขี้เถ้า" นั้นจะยังคงอยู่ในแท่งเชื้อเพลิง ซึ่งทำด้วยโลหะคงทน โดยมิได้หลุดรอดออกมาสู่ตัวเครื่องปฏิกรณ์ แท่งเชื้อเพลิงนั้นเราเรียกว่า เชื้อเพลิงใช้แล้ว (Spent Fuel) ขี้เถ้าหรือกากเชื้อเพลิงในแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วประกอบด้วยสารกัมมันตรังสีหลายชนิด ซึ่งเป็นผลจากปฏิกิริยาฟิชชันที่ทำให้ยูเรเนียมแตกตัวเป็นเสี่ยงๆ แต่ละเสี่ยงหมายถึงธาตุขนาดเล็กลงและมีได้หลายชนิด นอกเหนือจากนั้นในแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้ว ยังมีเนื้อยูเรเนียมที่ใช้ไม่หมดอีกจำนวนหนึ่ง และมีธาตุที่หนักกว่ายูเรเนียม ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยากระตุ้นด้วยนิวตรอน (Neutron Activation) อีกด้วย ในการเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ผลิตกระแสไฟฟ้า จะมีการเกิดกากกัมมันตรังสีชนิด "เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว" ประมาณ 1 ใน 3 ของแท่งเชื้อเพลิงทั้งหมดในเครื่องปฏิกรณ์ เช่น หากเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาด1,000 เมกะวัตต์ จะมีประมาณ 30 ตันต่อปี หรือคิดเป็นปริมาตรได้เท่ากับ 6 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งจะต้องนำเชื้อเพลิงชุดใหม่เข้าไปเปลี่ยน ส่วนแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วที่นำออกมา จะต้องถูกนำเก็บไว้ในสระน้ำ เพื่อลดอุณหภูมิของแท่งเชื้อเพลิงลงชั่วระยะหนึ่ง หลังจากนั้นจึงนำไปเก็บเพื่อบำบัดหรือนำไปทิ้งโดยถาวรต่อไป กากกัมมันตรังสีชนิดนี้ เป็นกลุ่มที่เรียกว่ากากกัมมันตรังสีระดับสูง (High-level Waste) 

            ส่วนที่ 2 กากกัมมันตรังสีที่เกิดจากส่วนประกอบในการเดินเครื่องปฏิกรณ์ เช่น การใช้เครื่องปฏิกรณ์ต้มน้ำให้ร้อนเป็นไอน้ำ และไอน้ำนั้นไปหมุนปั่นเทอร์ไบน์ผลิตกระแสไฟฟ้า น้ำที่ใช้นั้นอาจมีสิ่งเจือปนอยู่บ้าง สิ่งเจือปนในน้ำที่เข้าไปสู่แกนปฏิกรณ์อาจเกิดปฏิกิริยาจากอนุภาคนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น ทำให้กลายเป็นสารรังสีซึ่งต้องทำการบำบัด 

            นอกจากนั้นแล้วยังมีกากกัมมันตรังสีอื่นๆ เช่น ชิ้นส่วนเครื่องปฏิกรณ์ที่ชำรุดต้องเปลี่ยนออก หรือแม้แต่เสื้อผ้าของผู้ปฏิบัติงานควบคุม หรือเดินเครื่องปฏิกรณ์ เป็นต้น ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาด 1,000 เมกะวัตต์ จะมีกากกัมมันตรังสีในกลุ่มที่ 2 ซึ่งเรียกว่าเป็น กลุ่มกากกัมมันตรังสีระดับต่ำ (Low level Waste) ประมาณ 100-600 ลูกบาศก์เมตรต่อปี ซึ่งจะมาจากเรซินใช้แล้ว ที่ใช้ในการบำบัดน้ำมีรังสี 225 ลูกบาศก์เมตร กากตะกอนจากการต้มระเหยกากฯของเหลว 300 ลูกบาศก์เมตร ขยะต่างๆ รวมทั้งเครื่องกรองอากาศ 100 ลูกบาศก์เมตร อื่นๆ (ชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่ชำรุด) 30 ลูกบาศก์เมตร

            นอกเหนือจากสองส่วนข้างต้นแล้ว ยังมีกากกัมมันตรังสีจากการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม กากกัมมันตรังสีจากการสกัดธาตุยูเรเนียมออกจากสินแร่ และกากกัมมันตรังสีจากการผลิตแท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เพื่อใช้งานในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ รวมกันเรียกว่า เป็นกากกัมมันตรังสีจากวัฏจักรเชื้อเพลิง ซึ่งในกลุ่มนี้มีปริมาณของกากฯ ที่บำบัดแล้วไม่มากนัก

การที่จะได้มาซึ่งความปลอดภัยในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์
            การที่จะได้มาซึ่งความปลอดภัยในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์นั้น จะใช้หลักการ “การป้องกันเชิงลึก” โดยจะมีหลักการและระบบความปลอดภัยหลายๆ ระบบทำงานร่วมกัน เพื่อเพิ่มความมั่นใจในความปลอดภัยในการใช้งานเตาปฏิกรณ์ ระบบความปลอดภัยของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ประกอบด้วยเกราะป้องกันทางกายภาพหลายๆ ชั้น ที่ป้องกันการรั่วไหลของรังสีจากแกนปฏิกรณ์สู่สิ่งแวดล้อมภายนอก โดยระบบความปลอดภัยของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ จะมีการออกแบบให้มีระบบสำรอง และออกแบบให้ลดความผิดพลาดจากการปฏิบัติงาน โดยระบบความปลอดภัยทั้งหมดนี้ สามารถคิดเป็นมูลค่าถึงหนึ่งในสี่ของราคาลงทุนของโรงไฟฟ้า ในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์โดยทั่วไป มีการออกแบบเพื่อป้องกันการรั่วไหลของรังสีในลักษณะต่างๆ เช่น เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ถูกทำให้อยู่ในรูปของเม็ดเซรามิค ซึ่งทนต่อการกัดกร่อนโดยสารกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้น จะถูกกักอยู่ในเม็ดเชื้อเพลิงไม่สามารถรั่วไหลออกสู่ภายนอกได้ หลังจากนั้นเม็ดเชื้อเพลิงจะถูกบรรจุอยู่ในท่อโลหะผสมเซอร์โคเนียม และทำการปิดผนึกหัวและท้ายท่อ เรียกว่าแท่งเชื้อเพลิง ซึ่งจะถูกบรรจุไว้ในถังความดันขนาดใหญ่ที่หนาถึง 30 เซนติเมตร และทั้งหมดจะติดตั้งอยู่ภายในอาคารคลุมปฏิกรณ์ที่ทำจากคอนกรีตอัดแรงที่มี ความหนาอย่างน้อย 1 เมตร แต่จริงๆ แล้วระบบความปลอดภัยที่มีอยู่โดยธรรมชาติของเตาปฏิกรณ์โดยทั่วไปคือ สัมประสิทธิ์ทางอุณหภูมิและสัมประสิทธิ์ทางไอน้ำที่มีค่าเป็นลบของตัวเตา ปฏิกรณ์โดยทั่วไป กล่าวคือหากเตาปฏิกรณ์ทำงานในระดับสูงกว่าที่ต้องการ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของเตาปฏิกรณ์ จะทำให้การเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นภายในเตาปฏิกรณ์ลดลง (มีการใช้หลักการนี้ในออกแบบการควบคุมกำลังของเตาปฏิกรณ์รุ่นใหม่ๆ) และนอกจากนี้ การที่เตาปฏิกรณ์ทำงานในระดับสูงกว่าที่ต้องการนั้น จะทำให้มีไอน้ำเกิดขึ้นภายในแกนปฏิกรณ์มากขึ้น ซึ่งเป็นการลดประสิทธิภาพในการหน่วงนิวตรอน ทำให้นิวตรอนที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ในแกนปฏิกรณ์ลดลงโดย อัตโนมัติ หลังจากที่แท่งควบคุมถูกสอดเข้าไปในแกนปฏิกรณ์เพื่อจับนิวตรอน และหยุดการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ ระบบระบายความร้อนเตาปฏิกรณ์จะทำงาน เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิของเตาปฏิกรณ์ (เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นต่อเตาปฏิกรณ์) และอุณหภูมิภายในอาคารคลุมปฏิกรณ์ ในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ จะใช้ระบบความปลอดภัยทั้งแบบแอคทีพ ที่ต้องการพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานกลในการทำงาน หรือในบางระบบก็จะใช้ระบบการทำงานแบบแพสซีพ ที่ไม่ได้ต้องการแหล่งพลังงานภายนอก เช่น วาล์วระบายแรงดัน และทั้งสองระบบก็ยังต้องการระบบสำรอง เพื่อให้สามารถมั่นใจได้ในความปลอดภัย ซึ่งในการออกแบบระบบความปลอดภัยให้ทำงานแบบแพสซีพ โดยใช้หลักการต่างๆ เช่น การนำความร้อน แรงโน้มถ่วง ความต้านทานต่ออุณหภูมิที่สูงหรืออื่นๆ โดยไม่พึ่งเครื่องมือทางวิศวกรรมที่สลับซับซ้อนนั้น ซึ่งเตาปฏิกรณ์โดยทั่วไปจะมีการใช้หลักการเหล่านี้อยู่แล้ว เช่น การที่ออกแบบให้สัมประสิทธิ์ทางอุณหภูมิของตัวเตาปฏิกรณ์มีค่าเป็นลบ ดังที่กล่าวไปข้างต้น แต่ในการออกแบบเตาปฏิกรณ์รุ่นใหม่ๆ ได้มีการใช้ระบบแพสซีพในระบบระบายความร้อนเตาปฏิกรณ์และระบบอื่นๆ แทนระบบแอคทีพอีกด้วย

ข้อดี-ข้อเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ข้อดี
            1. เชื้อเพลิงมีราคาถูก
            2. สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ปริมาณมาก 
            3. ปริมาณของเสียน้อยเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตไฟฟ้าแบบอื่นๆ
            4. สามารถยืดอายุการใช้งานของเชื้อเพลิงและโรงไฟฟ้าได้ตามหลักวิทยาศาสตร์
            5. สามารถขนส่งเชื้อเพลิงได้ง่าย
            6. ไม่สร้างก๊าซเรือนกระจกและฝนกรด

ข้อด้อย - การแก้ไขป้องกัน
            1. เนื่องจากมีระบบความปลอดภัยและการป้องกันรังสีที่เข้มงวด จึงใช้เงินลงทุนมาก 
            2. เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว สามารถนำไปผลิตอาวุธนิวเคลียร์ได้ 
            3. การเก็บรักษาเชื้อเพลิงใช้แล้วมีกัมมันตรังสีระดับสูง ต้องควบคุมอย่างเข้มงวด