우리나라에는 두 종류의 원자력발전소가 건설되어 전력을 생산하고 있다. 우리나라 최초로 부산 고리 지역에 건설된 고리 원자력발전소를 포함해 영광, 울진 지역에 건설된 모든 원자력발전소의 원자로는 가압형 경수로이며, 경주 월성군 지역에 건설된 월성 원자력발전소 1호기부터 4호기의 원자로는 중수로이다.

원자력발전소의 원자로에서 핵분열이 일어날 때 열이 발생하는데, 이 열에너지를 증기발생기로 전달하는 역할을 하는 물질을 냉각재라고 한다. 사용하는 냉각재의 종류에 따라서 원자로를 경수로와 중수로로 구별한다. 우리나라의 월성 원자력발전소는 캐나다에서 개발되고, 중수를 냉각재로 사용한다는 뜻으로 일명 캔두형 원자로(CANDU Reactor, Canadian Deuterium Natural Uranium Reactor)라고도 불린다.

원자력발전소에서 사용하는 냉각재는 두 가지의 역할을 한다. 그중 하나는 핵연료에서 발생된 열에너지를 제거하는 역할이며, 또 다른 하나는 감속재의 역할이다. 중수로의 냉각재로 사용하는 중수는 경수에 비해 핵분열 과정에서 생산된 고속 중성자를 연쇄 핵분열에 필요한 열중성자로 좀 더 쉽게 바뀌게 한다. 그러므로 중수로에서는 우라늄을 농축하지 않은 천연 우라늄을 핵연료로 사용할 수 있으나, 경수로에서는 우라늄-235 함량이 높아야 하므로 핵연료를 만들 때에는 우라늄 농축 과정이 필요하다.

캔두형 원자로의 구조 : 원자로를 순환하는 계통은 노란색과 주황색, 열교환기를 거쳐 터빈으로 들어가는 계통은
빨간색과 파란색으로 나타나 있다.

천연 우라늄을 핵연료로 사용하는 중수로의 구조는 그림과 같이 연료봉을 중수로 채워진 칼란드리아 탱크 안에 설치해 더 쉽게 연쇄 핵분열이 일어나도록 했다. 중수로에서는 원자로의 연료봉을 매일 일정 분량씩 새로운 연료봉으로 교체해야 하므로 원자로 운전 중에 연료봉을 교체할 수 있는 특수한 연료장전기가 필요하다. 경수로는 원자로 용기 내에 우라늄-235 농축 연료봉을 장전하며, 약 1년에 한 번씩 원자력발전소를 정지시킨 후에 연료봉의 약 1/3씩을 새로운 핵연료로 교체한다.