In den USA sind zwei Drittel der Reaktoren Druckwasserreaktoren (PWR), der Rest sind Siedewasserreaktoren (SWR). In einem Siedewasserreaktor (siehe Abbildung) wird das Wasser zu Dampf verdampft und anschließend durch eine Turbine geleitet, um Strom zu erzeugen.
In Druckwasserreaktoren wird das Kernwasser unter Druck gehalten und darf nicht sieden. Die Wärme wird über einen Wärmetauscher (auch Dampferzeuger genannt) auf Wasser außerhalb des Kerns übertragen, wodurch das Wasser außerhalb des Reaktorkerns siedet, Dampf erzeugt und eine Turbine angetrieben wird. In Druckwasserreaktoren wird das siedende Wasser vom Kernspaltungsprozess getrennt und ist daher nicht radioaktiv.
Nachdem der Dampf die Turbine angetrieben hat, wird er abgekühlt, damit er wieder zu Wasser kondensiert. Manche Kraftwerke nutzen dafür Wasser aus Flüssen, Seen oder dem Meer, andere nutzen hohe Kühltürme. Die sanduhrförmigen Kühltürme sind das bekannte Wahrzeichen vieler Kernkraftwerke. Für jede von einem Kernkraftwerk erzeugte Einheit Strom werden etwa zwei Einheiten Abwärme an die Umwelt abgegeben.
Kommerzielle Kernkraftwerke haben eine Leistung von etwa 60 Megawatt (die erste Generation Anfang der 1960er Jahre) bis zu über 1.000 Megawatt. Viele Anlagen bestehen aus mehr als einem Reaktor. Das Kernkraftwerk Palo Verde in Arizona beispielsweise besteht aus drei separaten Reaktoren mit einer Leistung von jeweils 1.334 Megawatt.
Einige ausländische Reaktordesigns verwenden andere Kühlmittel als Wasser, um die Spaltwärme vom Kern abzuleiten. Kanadische Reaktoren verwenden mit Deuterium angereichertes Wasser (sogenanntes „Schwerwasser“), während andere gasgekühlt sind. Ein inzwischen stillgelegtes Kraftwerk in Colorado verwendete Heliumgas als Kühlmittel (sogenannter Hochtemperatur-Gasgekühlter Reaktor). Einige wenige Kraftwerke verwenden Flüssigmetall oder Natrium.
Veröffentlichungszeit: 11. November 2022