核燃料在爐心中産生核裂變後，所産生的核能通過熱傳導把熱傳遞到冷卻水中，然後由冷卻水把熱快速帶走，水在爐心快速上升，受熱的冷卻水到燃料上方開始逐步沸騰形成水蒸汽，在爐心上方水蒸汽的水份被分離後，亁燥蒸汽就離開反應爐而進入主蒸汽管道，隨及進入緊連的汽輪機廠房的汽輪機（turbine）中，最後由汽輪機帶動發電機（generator）發電。沸水式核電廠整個蒸汽産生和發電過程直接而簡單。
核電廠産生核能發電，其燃料是使用可産生核裂變的鈾同位素U-235。但核燃料的平均U-235濃度（佔比例）僅3% 左右。（另外約97%是不能産生核裂變的鈾同位素U-238。）同時，核電廠的核燃料産生核裂變反應的多少和速度，完全是由每束燃料束旁的控制棒所嚴密控制的。因此，核電廠的核反應是「受控核反應」（controlled nuclear fission reaction），完全不同於原子彈中所發生的核反應。原子彈的核反應是完全不受控制的核裂變反應。原子彈中U-235核裂變是一次性，U-235全部産生核裂變而釋放所有核能，因而産生極為巨大的能量爆炸。另外，原子彈中的U-235濃度高達約93.5%。
輕水式核電廠是採用完全「受控制」的核裂變反應産生能量。每一個燃料束（fuel bundle）的個別燃料管（fuel rod）之中充填了顆粒狀的小圓柱形燃料磁塊（ceramic pellet)，小燃料塊都是裝置在防高壓和高溫的合金製燃料管中。在正常運行狀態，耐高壓高溫的合金燃料管完全不會破裂並保護燃料，這是第一層放射性防護。第二層防護是反應爐壓力容器（Reactor Pressure Vessel, RPV）,可承受遠高於正常運行壓力以上的高爐心壓力，同時可防止任何可能産生的放射性物質外洩。這是第二層放射性防護。然後把壓力容器全部包在裏面的安全圍阻體（containment）則是第三層放射性防護。這層防護也是防止放射性物質外洩的極重要核電廠設計。
所以，從上面的說明，我們可以看見：核燃料的平均鈾(U-235)濃度僅3%，相比原子彈鈾(U-235)濃度約94%，而核電廠的核反應是受到控制棒精密控制下的受控核反應，可根據發電量（熱功率）需要，隨時調整核反應的程度，即核反應度（reactivity）。另外，有放射性的核燃料物質和核電廠外界，至少有上述三層嚴密的耐高壓高溫的實體隔離防護體，以防止在任何電廠運行和發生事故的設計考量狀況下，放射性物質會産生外洩。
