In een kernreactor wordt nucleaire energie omgezet in warmte door middel van een kettingreactie: een neutron splijt een uraniumkern waarbij er behalve twee splijtingsproducten ook twee tot drie nieuwe neutronen vrijkomen, die op hun beurt weer nieuwe kernen splijten; een domino-effect dus. Daarnaast is uranium een ‘brandstof’ met een zeer grote energiedichtheid: het miljoenvoudige van die van fossiele brandstoffen.
Dit alles veroorzaakt een beeld van krappe stabiliteit: een zeer krachtige maar moeilijk in de hand te houden reactie.
Weinig bekend is echter dat de natuur ons te hulp komt met fysische verschijnselen die de benutting van kernenergie niet alleen vergemakkelijken maar ook mogelijk maken. Zo is er het verschijnsel van de nakomende neutronen: een klein deel van de voor de kettingreactie benodigde neutronen komt vertraagd vrij, waardoor de hele kettingreactie ‘opgehouden’ wordt. Hierdoor wordt regeling van het reactorvermogen praktisch uitvoerbaar. Ook is er het splijtstoftemperatuureffect: als de temperatuur van de splijtstof oploopt, zal het aantal kernsplijtingen in de splijtstof afnemen.
Bij nieuwe kernreactortypen zoals de Pebble Bed HTR is ook de altijd-noodzakelijke warmte-afvoer door gebruik van natuurverschijnselen gewaarborgd. Zo is er in het ontwerp al voor gezorgd dat er tegelijk zoveel warmte-absorberend materiaal in de reactor aanwezig is, en dat het reactorvermogen zodanig klein is, dat ook bij totale uitval van de warmte-afvoer (bijvoorbeeld een koelmiddellek) de splijtstof niet kan oververhitten.
