（核）反應堆 (nuclear) reactor 能維持可控自持鏈式核裂變反應的裝置。指任何含有其核燃料按此種方式布置的結構，使得在無需補加中子源的條件下能在其中發(fā)生自持鏈式核裂變過程。核反應堆，又稱為原子反應堆或反應堆，是裝配了核燃料以實現(xiàn)大規(guī)模可控制裂變鏈式反應的裝置。
注釋：更廣泛的意義上講，反應堆這一術語應覆蓋裂變堆、聚變堆、裂變聚變混合堆，但一般情況下僅指裂變堆。
原理
核反應堆是核電站的心臟，它的工作原理是這樣的：原子由原子核與核外電子組成。原子核由質子與中子組成。當鈾235的原子核受到外來中子轟擊時，一個原子核會吸收一個中子分裂成兩個質量較小的原子核，同時放出2—3個中子。這裂變產(chǎn)生的中子又去轟擊另外的鈾235原子核，引起新的裂變。如此持續(xù)進行就是裂變的鏈式反應。鏈式反應產(chǎn)生大量熱能。用循環(huán)水(或其他物質)帶走熱量才能避免反應堆因過熱燒毀。導出的熱量可以使水變成水蒸氣，推動氣輪機發(fā)電。由此可知，核反應堆最基本的組成是裂變原子核+熱載體。
但是只有這兩項是不能工作的。因為，高速中子會大量飛散，這就需要使中子減速增加與原子核碰撞的機會；核反應堆要依人的意愿決定工作狀態(tài)，這就要有控制設施；鈾及裂變產(chǎn)物都有強放射性，會對人造成傷害，因此必須有可靠的防護措施。綜上所述，核反應堆的合理結構應該是：核燃料+慢化劑+熱載體+控制設施+防護裝置。還需要說明的是，鈾礦石不能直接做核燃料。鈾礦石要經(jīng)過精選、碾碎、酸浸、濃縮等程序，制成有一定鈾含量、一定幾何形狀的鈾棒才能參與反應堆工作。
類型
根據(jù)用途，核反應堆可以分為以下幾種類型：
①將中子束用于實驗或利用中子束的核反應，包括研究堆、材料實驗等。
②生產(chǎn)放射性同位素的核反應堆。
③生產(chǎn)核裂變物質的核反應堆，稱為生產(chǎn)堆。
④提供取暖、海水淡化、化工等用的熱量的核反應堆，比如多目的堆。
⑤為發(fā)電而發(fā)生熱量的核反應，稱為發(fā)電堆。
⑥用于推進船舶、飛機、火箭等到的核反應堆，稱為推進堆。
另外，核反應堆根據(jù)燃料類型分為天然氣鈾堆、濃縮鈾堆、釷堆；根據(jù)中子能量分為快中子堆和熱中子堆；根據(jù)冷卻劑(載熱劑)材料分為水冷堆、氣冷堆、有機液冷堆、液態(tài)金屬冷堆；根據(jù)慢化劑(減速劑)分 為石墨堆、重水堆、壓水堆、沸水堆、有機堆、熔鹽堆、鈹堆；根據(jù)中子通量分為高通量堆和一般能量堆；根據(jù)熱工狀態(tài)分為沸騰堆、非沸騰堆、壓水堆；根據(jù)運行方式分為脈沖堆和穩(wěn)態(tài)堆，等等。核反應堆概念上可有900多種設計，但現(xiàn)實上非常有限。