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反應堆是核電站的關鍵設備，鏈式裂變反應就在其中進行。 反應堆種類很多，核電站中使用最多的是壓水堆。

壓水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指頭大的燒結二氧化鈾芯塊，裝到鋯合金管中，將三百多根裝有芯塊的鋯合金管組裝在一起，成為燃料組件。大多數組件中都有一束控制棒，控制著鏈式反應的強度和反應的開始與終止。

壓水堆以水作為冷卻劑在主泵的推動下流過燃料組件，吸 收了核裂變產生的熱能以后流出反應堆，進入蒸汽發生器，在那里把熱量傳給二次側的水，使它們變成蒸汽送去發電，而主冷卻劑本身的溫度就降低了。從蒸汽發生器出來的主冷卻劑再由主泵送回反應堆去加熱。冷卻劑的這一循環通道稱為一回路，一回路高壓由穩壓器來維持和調節。