Toplinski reaktor je dio opreme koji se koristi za proizvodnju energije, obično u obliku električne energije, kroz proces poznat kao nuklearna fisija. Zapravo, ovaj tip reaktora je često poznat kao termalni nuklearni reaktor jer je povezan s proizvodnjom električne energije nuklearnim metodama. Ovi reaktori su sposobni proizvoditi električnu energiju na relativno čist način, ali postoje i neke zamjerke ovoj metodi.
Da bi toplinski reaktor radio, atomi se moraju podijeliti. To se radi kada neutroni dođu u dodir s atomima, posebno velikim atomima kao što je uran. Iako se to može učiniti u prirodnom okruženju, mnogo je vjerojatnije da će se to dogoditi u toplinskom reaktoru jer je brzina neutrona usporena. To povećava šanse da će neutroni pogoditi atom urana. Proces uzrokuje lančanu reakciju cijepanja atoma koja stvara veliku količinu topline.
Ta toplina unutar reaktora se zatim koristi za zagrijavanje vode, ili nekog drugog materijala, koji se zatim koristi za okretanje turbina i proizvodnju električne energije. Reaktor, zapravo, postaje izvor goriva za proizvodnju topline za električnu energiju. Postoji toliko mnogo atoma da se ovo smatra obnovljivim izvorom energije. Nadalje, nema sagorijevanja ugljika u termičkom reaktoru, tako da ova vrsta proizvodnje električne energije ne doprinosi stakleničkim plinovima ili drugim štetnim učincima na okoliš.
Kako bi se proizvela ova toplina, pelete prerađenog urana koje sadrže uran slažu se u snopove. Oni se zatim stavljaju u jezgru toplinskog reaktora, gdje neutroni mogu utjecati na njih. Samo jedan od ovih paketa može napajati 100 prosječnih domova tijekom godine. Na kraju, atomi urana se dijele do točke u kojoj su svi potrošeni. U tom trenutku, pelete, također poznate kao šipke, moraju se ukloniti i zamijeniti svježim.
Ovo uklanjanje i naknadno odlaganje je mjesto gdje se mnogi brinu o korištenju toplinskog reaktora za proizvodnju električne energije. Preostali materijal poznat je kao nuklearni otpad i vrlo je radioaktivan. Ovo zračenje može uzrokovati kontaminaciju i može biti izuzetno štetno za ljude i druge oblike života. Da bi se to riješilo, na lokaciji nuklearnih elektrana postoje privremena skladišta, ali se te lokacije smatraju samo privremenim rješenjima. Uvjerljivo i potpuno sigurno dugoročno rješenje nije pronađeno, iako se mnoga razmatraju.