В начале развития атомной энергетики считали, что главную роль будут играть быстрые реакторы. Они способны воспроизводить больше количество делящегося изотопа, чем сжигают при производстве энергии. Новый делящийся изотоп получается из сырьевого урана-238, который при захвате нейтрона превращается в делящийся плутоний-239. Таким образом, чтобы получить новый делящийся изотоп, нужно большее число нейтронов, чем для поддержания цепной реакции. Быстрые реакторы называются так потому, что основная доля делений ядер в них производится нейтронами высоких энергий (больше 0.1 МэВ). Такие нейтроны еще называют быстрыми нейтронами.

В реакторах на тепловых нейтронах основная доля делений вызвана нейтронами тепловой энергии (энергии близкой к энергии теплового движения молекул окружающей среды). Энергия теплового нейтрона примерно в миллион раз меньше энергии быстрого нейтрона. При делении ядер быстрыми нейтронами получается большее число вторичных нейтронов по сравнению со случаем деления ядра тепловым нейтроном. Этот избыток и позволяет использовать их для воспроизводства новых делящихся изотопов из сырьевых в количестве большем, чем сожжено.

Если воспроизводство нового делящегося изотопа будет достаточно большим, то часть его можно сжигать в тепловых реакторах. В таком случае говорят о двухкомпонентной атомной энергетике – в ней присутствуют и быстрые, и тепловые реакторы. Ранее полагали, что воспроизводство в быстрых реакторах можно получить на уровне 1.4-1.6 по отношению к числу сгоревших ядер. Предполагалось, что в структуре атомной энергетики будет примерно половина быстрых реакторов и половина тепловых. Но, к сожалению, быстрые реакторы в этом случае должны иметь высокий коэффициент воспроизводства топлива, а это потребует, в свою очередь, очень высокой энергонапряженности активной зоны, в 4-6 раз больше по сравнению с современными реакторами ВВЭР. Показатель энергонапряженности активной зоны – один из наиболее существенных при анализе проблем безопасности.

После Чернобыля требования к обеспечению радиационной безопасности при тяжелых авариях ужесточились. Быстрые реакторы в условиях тяжелых аварий им не удовлетворяли. Поэтому стали рассматривать более безопасные конструкции, в которых энергонапряженность активной зоны была существенно снижена.

В конечном итоге оказалось, что и коэффициент воспроизводства топлива придется существенно сократить почти до 1. Это означает, что избыточного топлива для тепловых реакторов такие быстрые реакторы производить не смогут. И вместо двухкомпонентной структуры атомной энергетики, появилась новая концепция: в будущей структуре атомной энергетики останутся только быстрые реакторы.

Для справки: сейчас в мире установленные мощности составляют около 400 ГВт (эл). Это все – тепловые реакторы (исключением являются БН-600 и БН-800).