La energía que puede producir el agua que se expande en vapor se ha controlado y utilizado durante cientos de años. En un reactor nuclear esta reacción es provocada por el calor generado en el proceso de fisión nuclear. El uranio enriquecido emite energía a través de la fisión nuclear. En una central nuclear, esta energía se controla mediante un proceso que convierte el calor generado por la fisión nuclear en energía eléctrica.

En el núcleo del reactor, el uranio está organizado en paquetes. Los gránulos de uranio de la misma longitud y diámetro están dispuestos en varillas, y estas varas se juntan en manojos. Los haces de uranio se colocan en un recipiente y se sumergen en agua que actúa como refrigerante. El calor de los haces de uranio en el núcleo del reactor debe controlarse para evitar el sobrecalentamiento. lo que podría hacer que el reactor se derrita. Las barras de control en el haz de uranio se suben y bajan para controlar la temperatura central según sea necesario. Las varillas también se pueden bajar completamente, dejar de generar calor y apagar el reactor en caso de emergencia o cambiar el combustible.

El primer paso para producir energía eléctrica es permitir que el agua en el núcleo del reactor que contiene el haz de uranio se expanda en vapor. En el siguiente paso, el vapor sale del contenedor para impulsar la turbina. La turbina hace girar un generador, y finalmente el generador produce energía.

Algunas plantas nucleares agregan otra etapa al proceso que produce un segundo ciclo, que convierte el agua en vapor nuevamente antes de que impulse la turbina. Esto evita que el agua radiactiva y el vapor entren en contacto directo con la turbina. Los reactores se pueden llenar con diferentes tipos de refrigerante, para permitir el funcionamiento a temperaturas más altas.