Un reactor de reproducere rapidă este un tip de reactor nuclear care utilizează fisiunea nucleară pentru a crea atomi de plutoniu 239 ca produs secundar al divizării atomilor de uraniu 235. Acest proces creează mai mult combustibil sub formă de plutoniu 239 decât folosește. Această capacitate de a crea sau de a „produce” combustibil suplimentar explică numele dat acestor tipuri de reactoare. Un reactor de reproducere rapidă poate crea cu până la 30% mai mult combustibil decât consumă.
Reactoarele nucleare produc energie prin scindarea atomilor combustibililor fisionali, de obicei uraniu 235. Acest lucru produce, de asemenea, neutroni liberi, particule din nucleul atomilor, care lovesc apoi alți atomi de uraniu, divizându-i și promovând reacția de fisiune. În reactoarele nucleare standard, cei mai mulți dintre acești neutroni sunt menținuți la un nivel scăzut de energie printr-un sistem avansat de răcire care utilizează în mod normal apa ca mediu. Acest lucru se face pentru a menține neutronii la un nivel de energie adecvat pentru susținerea reacției de fisiune.
Într-un reactor de reproducere rapidă, sistemul de răcire este în mod deliberat mai puțin eficient și este de obicei umplut cu sodiu lichid. Acest lucru menține neutronii care sunt produși de reacția de fisiune la un nivel de energie mai ridicat. Acești neutroni „rapidi” oferă cealaltă parte a denumirii comune a unui reactor de reproducere rapidă. Neutronii de înaltă energie sunt mai puțin potriviți pentru scindarea altor atomi de uraniu 235, dar servesc unui alt scop.
În loc să divizeze atomii de uraniu 235, neutronii „rapidi” sunt absorbiți de atomii de uraniu 238, care reprezintă cea mai mare parte a masei de combustibil pentru reactorul nuclear dintr-un reactor de reproducere rapidă. Uraniul 238 nu este potrivit pentru fisiune, dar după ce a absorbit un alt neutron, uraniul 238 este transformat în plutoniu 239. Plutoniul 239 este foarte potrivit ca combustibil nuclear și poate fi folosit pentru fabricarea de arme nucleare. Unii atomi de plutoniu 239 se descompun într-un alt izotop al uraniului, uraniul 239, care este, de asemenea, folosit ca combustibil în reactoarele nucleare.
Plutoniul este adesea folosit pentru arme nucleare. Din acest motiv, multe reactoare de ameliorare rapide care au fost odată operaționale au fost oprite. Alte probleme cu aceste tipuri de reactoare au contribuit la scăderea popularității lor în rândul țărilor cu programe nucleare. Plutoniul 239 trebuie extras din celelalte componente ale combustibilului nuclear și acesta este un proces complex și costisitor. De asemenea, poate fi extrem de periculos și creează deșeuri radioactive toxice ca produs secundar.