增殖反應堆

由於同樣的原因，鈾２３３和鈽２３９也是實用的核燃料。 鈾２３８是最常見的一種鈾，但它卻不是實用的核燃料。 釷２３２就象鈾２３８一樣，也不是實用的核燃料，因為要有快中子才能使它發生裂變。

鈾２３５是實用的核燃料。這就是說，慢中子會使鈾２３５原子發生裂變（一分為二），並且產生更多的慢中子，而這些慢中子又會進一步引起其他鈾原子裂變，使裂變過程持續下去。由於同樣的原因，鈾２３３和鈽２３９也是實用的核燃料。
遺憾的是，天然存在的鈾２３5和鈽２３９的數量真是微乎其微，而鈾２３５的數量雖然比較可觀，但也相當稀少。在任何一塊天然鈾的標本中，每一千個鈾原子當中只有七個是鈾２３５，其餘的都是鈾２３８。
鈾２３８是最常見的一種鈾，但它卻不是實用的核燃料。鈾２３８也能在中子作用下發生裂變，但只有快中子才能做到這一點。那些分裂成兩半的鈾２３８會產生一些慢中子，而慢中子不足以引起進一步的裂變。鈾２３８可以比作潮濕的木頭：你可以把它燒著，但它最後還是要熄滅的。
但是，假定把鈾２３５同鈾２３８分離開來（這是一個相當艱巨的任務），並且用鈾２３５來建造一個原子核反應堆，這時，構成反應堆燃料的那些鈾２３５原子就會發生裂
變，並向四面八方發射出無數慢中子。如果這個反應堆包著一個用普通鈾（其中絕大部分是鈾２３８）製成的外殼，那么，射入這個外殼的中子就會被鈾２３８所吸收。這些中子不可能迫使鈾２３８發生裂變，但卻會使鈾２３８發生另外的變化，最後就會產生鈽２３９。如果把這些鈽２３９從鈾裡面分離出來（這是個相當容易完成的任務），它們就可以用作實用的核燃料了。
能夠用這種方式產生新燃料去代替用掉的燃料的反應堆就是增殖反應堆。一座設計得當的增殖反應堆所生產的鈽２３９，在數量上要多於消耗掉的鈾２３５。利用這種辦法，就可以使地球上的全部鈾——而不僅僅是稀有的鈾２３５——都變成潛在的燃料來源。
天然存在的釷完全是由釷２３２組成的。釷２３２就象鈾２３８一樣，也不是實用的核燃料，因為要有快中子才能使它發生裂變。
不過，如果把釷２３２放進包著核反應堆的外殼裡，釷２３２原子就會吸收慢中子，並且儘管它不發生裂變，最後卻會變成鈾２３３原子。由於鈾２３３是一種很容易同釷分離開來的實用燃料，這樣做的結果便又實現了另一種增殖反應堆，它會把地球上現有的釷資源變成潛在的核燃料。
地球上的鈾和釷的總量大約比鈾２３５一項的蘊藏量多８００倍。這就是說，如果適當地利用增殖反應堆，就可以通過原子核裂變發電廠把地球上的潛在能源增加８００倍。