Un reactor reproductor rápido es un tipo de reactor nuclear que utiliza la fisión nuclear para crear átomos de plutonio 239 como subproducto de la división de los átomos de uranio 235. Este proceso crea más combustible en forma de plutonio 239 del que utiliza. Esta capacidad de crear, o «criar», combustible adicional explica el nombre dado a este tipo de reactores. Un reactor reproductor rápido puede generar hasta un 30% más de combustible del que consume.
Los reactores nucleares producen energía al dividir los átomos de combustibles fisionables, generalmente uranio 235. Esto también produce neutrones libres, partículas del núcleo de átomos, que luego chocan con otros átomos de uranio, dividiéndolos y favoreciendo la reacción de fisión. En los reactores nucleares estándar, la mayoría de estos neutrones se mantienen a un nivel de energía bajo mediante un sistema de enfriamiento avanzado que normalmente usa agua como medio. Esto se hace para mantener los neutrones a un nivel de energía adecuado para sostener la reacción de fisión.
En un reactor reproductor rápido, el sistema de enfriamiento es deliberadamente menos eficiente y generalmente está lleno de sodio líquido. Esto mantiene los neutrones producidos por la reacción de fisión a un nivel de energía más alto. Estos neutrones «rápidos» proporcionan la otra parte del nombre común de un reactor reproductor rápido. Los neutrones de alta energía son menos adecuados para dividir otros átomos de uranio 235, pero tienen otro propósito.
En lugar de dividir los átomos de uranio 235, los neutrones «rápidos» son absorbidos por los átomos de uranio 238, que constituyen la mayor parte de la masa de combustible del reactor nuclear en un reactor reproductor rápido. El uranio 238 no es adecuado para la fisión, pero después de absorber otro neutrón, el uranio 238 se convierte en plutonio 239. El plutonio 239 es muy adecuado como combustible nuclear y puede usarse para fabricar armas nucleares. Algunos átomos de plutonio 239 se descomponen en otro isótopo de uranio, el uranio 239, que también se utiliza como combustible en reactores nucleares.
El plutonio se usa a menudo para armas nucleares. Por esta razón, se han cerrado muchos reactores reproductores rápidos que alguna vez estuvieron operativos. Otros problemas con este tipo de reactores han contribuido a su disminución de popularidad entre las naciones con programas de energía nuclear. El plutonio 239 debe extraerse de los demás componentes del combustible nuclear y este es un proceso complejo y costoso. También puede ser extremadamente peligroso y crea desechos radiactivos tóxicos como subproducto.