In der Physik wird der Begriff Teilchen für sehr kleine Materiepartikel verwendet. Atome , Moleküle, Neutronen oder Lichtquanten sind in diesem Sinne Teilchen. Sie verhalten sich in bestimmten Experimenten wie kleine Kugeln oder Bällchen. Der Begriff ist aber auch irreführend, da sich alle mikroskopischen Teilchen unter anderen Bedingungen wie Wellen verhalten und beispielsweise interferieren. Das können normale Kugeln nicht da Interferenz eine typische Wechselwirkung von Wellen ist. Als typische Welleneigenschaft kann sie etwa mit Hilfe von Teilcheneigenschaften nicht erklärt werden. Man spricht auf Grund dieses Verhaltens von sehr kleinen Teilchen - die in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation sowohl Eigenschaften von Wellen als auch von Teilchen zeigen können - vom Welle-Teilchen-Dualismus.

Ein Teilchenbeschleuniger ist eine Anlage zur Erzeugung von Teilchenstrahlen . Alle elektrisch geladenen Teilchen , die über eine gewisse Zeit stabil sind, können mit elektrischen oder magnetischen Feldern in einem Vakuumrohr auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. Mit dem dann zur Verfügung stehenden Teilchenstrahl können physikalische Experimente durchgeführt oder Material bearbeitet werden. Zunehmend mehr Teilchenbeschleuniger werden in der Medizin zur Behandlung von Krebszellen eingesetzt. Besonders erfolgversprechend für den Kampf gegen tiefer liegende feste Tumore (zum Beispiel Hirn- und Augentumore) hat sich die Protonen - oder Schwerionentherapie erwiesen. Sie ist zum Beispiel am Paul-Scherrer-Institut in der Schweiz in Anwendung. Für den in Österreich geplanten AUSTRON-Beschleuniger wird sie angedacht (MedAustron).
Man unterscheidet Linear- und Kreisbeschleuniger. Einer der größten Kreisbeschleuniger ist der LHC (Large Hadron Collider). Er ist am Europäischen Kernforschungszentrum CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) bei Genf installiert. Sein Tunnel (der Umfang des Beschleunigerrings) ist 27 Kilometer lang. Er wird verwendet, um Bedingungen zu simulieren, wie sie wenige tausendstel Sekunden nach dem Urknall im Universum herrschten. Die so gewonnenen Erkenntnisse liefern wertvolle Grundlagen für viele Bereiche der modernen Technik.

Abgesehen von Gamma - und Röntgenstrahlen , die in ihrer Natur hochenergetisches Licht sind, bestehen die meisten Strahlen aus Teilchen. Sie rühren von einer Quelle, einem Reaktor , der Sonne oder einem Teilchenbeschleuniger . Je nach der Art der Teilchen und ihrer kinetischen Energie (Bewegungsenergie) sowie der Menge an emittierten Teilchen pro Zeit, sind die Teilchenstrahlen mehr oder weniger schädlich für den Organismus. Alpha -, Beta- und Neutron enstrahlung sind Beispiele für Teilchenstrahlen. Neben künstlichen Strahlenquellen wie Kernreaktoren oder Teilchenbeschleunigern ist die Sonne und der Kosmos größte Quelle für unterschiedliche Teilchenschauer. Darunter versteht man die Tatsache, dass ein hochenergetisches Teilchen (wie ein Neutron, Proton oder Elektron ) auf Materie trifft. Es kann dann neue Teilchen erzeugen oder Teilchen aus der Materie herausschlagen. Diese fliegen als Teilchenschwarm weg, der als Schauer bezeichnet wird. Die Teilchen eines Schauers können bei ausreichender Energie wiederum sekundäre Schauer erzeugen. Auf diese Weise kann eine kleine Anzahl von hochenergetischen Teilchen eine große Menge an Strahlung (Teilchen) erzeugen.

Thermische Neutronen sind relativ langsame Neutronen (im Reaktor um zirka 0,025 eV. Die Geschwindigkeit beträgt damit etwa 2.200 Meter pro Sekunde.

Im thermischen Reaktor lösen abgebremste thermische Neutronen mit einer Bewegungsenergie von etwa 0,025 eV die Spaltungen aus. Zur Bremsung der bei der Spaltung freigesetzten schnellen Neutronen auf thermische Energie ist ein Moderator notwendig. Der Spaltquerschnitt von ²³⁵U für thermische Neutronen ist groß. Daher kann die Kettenreaktion schon bei geringer Dichte des spaltbaren Nuklids aufrechterhalten werden. Thermische Reaktoren können deshalb mit leicht angereichertem Uran oder bei geeignetem Moderator (z.B. schweres Wasser ) sogar mit Natururan betrieben werden.

T, ³H
Der Kernaufbau von Tritium- Atom en ist ein Proton und zwei Neutronen . (Im Unterschied dazu hat Wasserstoff nur ein Proton.) Tritium hat eine Halbwertszei t von 12,323 Jahren. Tritium und Deuterium spielen bei Fusionsbomben, aber in Zukunft auch bei der in Entwicklung befindlichen Kernfusion zur Energieerzeugung eine Rolle. Dabei werden die Kerne wie in der Sonne zu Helium verschmolzen und geben energiereiche Neutronen (14,1 MeV ) ab.

Siehe Detailbeschreibung der Katastrophe

Eine Turbine ist eine Maschine, die Energie von Dampf, Gas oder Wasser in mechanische Drehbewegung umsetzt. Ein Mühlrad ist die einfachste Form einer Turbine. Jedes Gas-, Öl-, Kohle- oder Kernkraftwerk , das aus Dampf oder heißem Gas Strom erzeugt, besitzt eine oder mehrere Turbinen. Der Generator setzt die mechanische Energie in elektrische um. Er ist mit der Turbinenachse verbunden. Moderne Turbinen von großen Kraftwerken sind bis zu 70 Meter lang und einige Tausend Tonnen schwer. Gewöhnlich sind sie in einen Hochdruck- und einen Niederdruckteil gegliedert. Der Dampf durchläuft sie in dieser Reihenfolge vom Kessel oder Reaktor her. Es existieren auch dreistufige Turbinen. Innerhalb der Turbine überträgt der heiße Dampf seine Energie auf zahlreiche Schaufelblätter, die als Kränze an der Achse angebracht sind. Ein Kondensator ist der Turbine nachgeschaltet. Er kühlt den Dampf mit Kühlwasser ab und schlägt ihn nieder. Dadurch wird innerhalb der Turbine ein Druckgefälle aufgebaut, der Dampfstrom beschleunigt und effektiv ausgebeutet. Großkraftwerke haben Turbinen von bis zu 800 Megawatt (MW) mechanischer Leistung. Ein Gerät dieser Größe benötigt mehrere Tonnen Frischdampf pro Sekunde, die von Kessel oder Reaktor erzeugt werden. Neben Dampfturbinen und Wasserturbinen gibt es auch Gasturbinen in Gaskraftwerken.

Ein Turbogenerator ist eine Maschinenanlage, die aus einer Turbine und einem stromerzeugenden Generator besteht. Ein Turbogenerator erzeugt aus Wärme oder kinetischer Energie elektrische Energie.