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目前核電站使用的燃料是鈾或钚。要想使這些核燃料釋放出能量，需要用中子轟擊核燃料的原子核，使之産生核裂變。在發生核裂變的時候，原子核會釋放出巨大的能量，同時也釋放出中子，而這些中子又會引起新的核燃料原子核發生裂變并釋放出中子，從而形成所謂的鍊式裂變反應。核反應堆就是利用這種鍊式裂變反應，以受控的方式将核燃料原子核中的能量釋放出來并加以利用（例如發電）的裝置。