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Da Uran sich nur sehr selten spontan spaltet, wird es zur Energiegewinnung mit Neutronen beschossen. Wenn ein Urankern ein Neutron in sich aufnimmt, entsteht Uran-236, welches eine Lebensdauer von etwa 10-14 Sekunden hat. Der Kern versucht, die durch das Neutron aufgenommene Anregungsenergie wieder loszuwerden, die Protonen stoßen sich ab und der Kern spaltet sich. Dabei entstehen entweder Isotope des Urans oder andere chemische Elemente (Spaltprodukte), es werden aber immer freie Neutronen abgegeben. Die meisten Spaltprodukte sind radioaktiv, und fast immer wandeln sie sich unter Aussendung von Betastrahlen in stabile Kerne um. Da die ausgesendeten Neutronen eine zu hohe Geschwindigkeit haben um weitere Kerne zu spalten, muss ein sogenannter "Moderator" die freien Neutronen abbremsen.
Dazu wird häufig Wasser oder Graphit verwendet. Das Wasser fängt zusätzlich Neutronen ein und wird zu schwerem Wasser, so das keine unkontrollierte Kettenreaktion entstehen kann. Durch die ständige Aussendung von freien Neutronen entsteht eine Kettenreaktion, die in Kernkraftwerken durch die Steuerstäbe kontrolliert wird. Die Steuerstäbe bestehen im Allgemeinen aus Bor oder Cadmium, da diese Stoffe gut Neutronen absorbieren können. Beim Einfang der Neutronen entstehen Isotope oder andere chemische Elemente. Dabei entstehen immer Gammastrahlen und manchmal Alphateilchen.
Mit den Steuerstäben wird dafür gesorgt, dass sich immer eine gleiche Anzahl von freien Neutronen im Reaktor befindet. Wenn zu viele freie Neutronen da sind, kann die Kettenreaktion außer Kontrolle geraten, deswegen werden die Steuerstäbe tiefer in den Reaktor eingefahren. Wenn sich die Neutronenzahl verringert, werden die Steuerstäbe aus dem Reaktor ausgefahren um die Reaktion wieder in Gang zu bringen.
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