В случай че всяко следващо делене не успее да създаде същия брой неутрони като предишното, реакторът става подкритичен, верижната реакция се забавя и накрая затихва, а реакторът изключва. Но ако всяко ново излъчване на неутрони предизвиква повече от едно делене, верижната реакция може да се усили прекалено бързо и да достигне състояние на потенциална неуправляема свръхкритичност, и да доведе до внезапно и масивно отделяне на енергия, подобно на това при ядреното оръжие. Поддържането на стабилно състояние между двете крайности е деликатна задача. Първите ядрени инженери е трябвало да разработят инструменти за овладяване на силите, които са опасно близо до прага на възможността за човешки контрол.
Тъй като са безкрайно малки и невидими, мащабите на субатомната дейност в ядрения реактор са трудни за разбиране: за да се произведе един ват електричество, всяка секунда са необходими 30 милиарда ядрени деления.55 Около 99% от неутроните, излъчени при едно делене, са високоенергийни частици, които се освобождават с огромна скорост – бързи неутрони, които се движат с 20 хиляди километра в секунда. Бързите електрони се разбиват в своите съседи, където предизвикват още деления и така продължават верижната реакция средно за десет наносекунди. Тази частица време – толкова малка, че гениите от проекта „Манхатън“ я измервали в „трептения“, защото „трептенето на опашката на агнето“ е прекалено бързо, за да може да се измери с механични средства.56 За щастие, сред останалия един процент неутрони, произвеждани при всяко делене, има един съвсем малък брой, който се излъчва през интервали.57 Тези неутрони по-лесно се усещат от човека и могат да се измерват в секунди, даже в минути. Именно съществуването на тези забавени неутрони, които се появяват достатъчно бавно, за да могат да реагират на човешка намеса, правят изобщо възможно функционирането на ядрения реактор.
Разширяването на верижната реакция може да се контролира постъпателно, като вътре в реактора се вкарат електромеханични пръти, съдържащи неутроноабсорбиращи елементи като бор или кадмий и изпълняващи функцията на атомни гъби, които попиват и улавят забавените неутрони и не им позволяват да предизвикат ново делене.58 Когато контролните пръти се вкарат изцяло в активната зона на реактора, тя остава в подкритично състояние; когато се извадят, деленето бавно се усилва, докато реакторът достигне критичност. Това негово състояние вече може да се поддържа и регулира колкото е необходимо. Ако прътите се изтеглят повече или пък се изтеглят по-голям брой пръти, реактивността се увеличава заедно с количеството генерирана топлина и енергия. Ако прътите се вкарат по-надълбоко, се получава обратният ефект.
Обаче регулирането на реактора, когато се използва само тази по-малко от 1% част от всички неутрони, излъчвани при всяко делене, прави управлението на процеса изключително деликатно. Ако прътите се издърпат прекалено бързо, много навън или броят на изтеглените пръти е твърде голям, или пък някоя от неизброимите системи за безопасност откаже, реакторът може да се претовари от деленето на бързи неутрони и много скоро да стане свръхкритичен. Резултатът ще бъде неуправляем реактор, един катастрофален сценарий, който случайно може да породи процес, подобен на проектирания в сърцето на атомната бомба, и да създаде неконтролируем прилив на енергия, която ще се увеличава, докато активната зона на реактора се стопи или експлодира.
За да произведе електричество, урановото гориво вътре в реактора трябва да се загрее достатъчно, за да превърне водата в пара, но все пак не прекалено много, защото иначе самото гориво ще започне да се топи.xxii59 За да се избегне това, освен от контролни пръти и неутронен забавител реакторът се нуждае от охладител за отвеждане на излишната топлина. Първите реактори във Великобритания използвали графит като забавител и въздух като охладител. По-късно промишлените модели реактори в САЩ започнали да използват кипяща вода едновременно като забавител и охладител.
И двата модела имали своите очевидни предимства, но носели и определени рискове: водата не гори, макар че, когато се превърне в пара под налягане, тя може да предизвика експлозия. Графитът не може да експлодира, но при високи температури може да се запали. Първите съветски реактори, изкопирани от реакторите от проекта „Манхатън“, използвали и графит, и вода.60 Това била рискована комбинация: при графита има забавител, който при високи температури гори яростно; когато водата служи за охладител, има потенциална опасност от експлозия.61