I en akseleratordrevet kjernereaktor basert på thorium, er ikke brennstoffet i seg selv fissilt, eller i stand til å opprettholde en kjernereaksjon av seg selv.

For å drive kjernereaksjonen, må thoriumet bombarderes av en protonstråle.

Thoriumkjernene som treffes, omdannes til uran-233. Energien som oppstår når dette uranet spaltes videre, er nok til å drive partikkelakseleratoren, og samtidig gi et solid energioverskudd som kan omdannes til strøm.

Stanser du protonstrålen, stanser kjernereaksjonen umiddelbart. Derfor kan ikke reaksjonen løpe løpsk, som i et vanlig kjernekraftverk.

Uegnet til å lage atomvåpen

Thoriumreaktoren er også uegnet til å lage materiale til atomvåpen, i motsetning til tradisjonelle atomkraftverk. Først og fremst fordi små mengder uran-232 produseres i reaktoren.

Uran-232 er svært radioaktivt og meget vanskelig å håndtere. I de små mengdene som dannes i reaktoren vil det ikke være problematisk, men å bruke teknologien til å fremstille uran til våpenproduksjon vil det i praksis ikke være noe poeng i.

Thoriumreaktoren kan heller ikke brukes til å produsere plutonium. Plutonium-239 er en av bestanddelene i restavfallet i tradisjonelle atomkraftverk, og kan brukes til å lage atomvåpen.

Atomavfall som brensel

Thoriumreaktoren kan være en løsning også her, fordi protonstrålen som driver reaksjonen kan brukes til å transmutere plutoniumkjerner:

Protonene fra aksleratoren produserer nøytroner i blyet rundt thoriumet i raktoren. Det er disse nøytronene som forvandler thorium til uran, og som også spalter uranet og plutoniumet (om man også har lagt Plutoinum inn i reaktoren), og gir energi.

Derfor har det også blitt foreslått å bygge nye thoriumreaktorer ved siden av de gamle, mer farlige uranreaktorene - så får man kvittet seg med plutoniumavfallet med det samme.