En snabbuppfödningsreaktor är en typ av kärnreaktor som använder kärnklyvning för att skapa plutonium 239 atomer som en biprodukt av splittringen av uran 235 atomer. Denna process skapar mer bränsle i form av plutonium 239 än den använder. Denna förmåga att skapa, eller ”föda upp”, ytterligare bränsle står för namnet som ges till dessa typer av reaktorer. En snabbuppfödningsreaktor kan skapa upp till 30 % mer bränsle än den förbrukar.
Kärnreaktorer producerar energi genom att spjälka atomerna i klyvbart bränsle, vanligtvis uran 235. Detta producerar också fria neutroner, partiklar från kärnan av atomer, som sedan träffar andra uranatomer, spjälkar dem och främjar klyvningsreaktionen. I vanliga kärnreaktorer hålls de flesta av dessa neutroner på en låg energinivå av ett avancerat kylsystem som normalt använder vatten som medium. Detta görs för att hålla neutronerna på en energinivå som är lämplig för att upprätthålla fissionsreaktionen.
I en snabbuppfödningsreaktor är kylsystemet medvetet mindre effektivt och är vanligtvis fyllt med flytande natrium. Detta håller neutronerna som produceras av fissionsreaktionen på en högre energinivå. Dessa ”snabba” neutroner ger den andra delen av det vanliga namnet på en snabbuppfödningsreaktor. Högenergineutroner är mindre lämpade för att klyva andra uran 235-atomer men tjänar ett annat syfte.
Istället för att dela uran 235-atomer absorberas de ”snabba” neutronerna av uran 238-atomer, som utgör det mesta av massan av kärnreaktorbränsle i en snabbuppfödningsreaktor. Uran 238 är inte lämpligt för klyvning, men efter att ha absorberat ytterligare en neutron omvandlas uran 238 till plutonium 239. Plutonium 239 är mycket lämpligt som kärnbränsle och kan användas för att tillverka kärnvapen. Vissa plutonium 239 atomer sönderfaller till en annan isotop av uran, uran 239 som också används som bränsle i kärnreaktorer.
Plutonium används ofta för kärnvapen. Av denna anledning har många snabbuppfödningsreaktorer som en gång var i drift stängts. Andra problem med dessa typer av reaktorer har bidragit till deras nedgång i popularitet bland nationer med kärnkraftsprogram. Plutonium 239 måste utvinnas från de andra komponenterna i kärnbränslet och detta är en komplex och dyr process. Det kan också vara extremt farligt och skapar giftigt radioaktivt avfall som en biprodukt.