人类第一台核反应堆由著名物理学家恩利克·费米领导的小组于 1942 年 12 月（“曼哈顿计划”期间）在美国芝加哥大学建成，从此开启了人类原子能时代。现如今，核能已经占到全球能源的近20%。
核反应堆中常用的元素是铀。天然铀储量中 235U 只占约 0.7%，其余 99.3% 是 238U。235U 是个暴脾气，而 238U 由于多出了 3 个中子就老实了许多。所以当中子撞击原子核时，235U 原子核容易发生裂变，而 238U 却岿然不动，所以目前的核电站中，多数是以 235U 为燃料的，而它的“哥哥”238U 却只有干看的份。因为中子撞击 235U原子核后产生的高速中子（快中子）会大量飞散，所以就需要使中子减速（热中子），增加与 235U 原子核碰撞的机会来提升核燃料的链式裂变反应的效率。但 235U 实在是太少了，放着那么多的238U 不用实在是可惜。既然 238U 不能在热中子的作用下发生裂变，那么能不能让快中子直接撞击 238U 呢？
这就用到了快中子反应堆。快中子反应堆指没有中子慢化剂的核裂变反应堆。快中子反应可在堆芯燃料的外围放置 238U，堆芯产生裂变反应时放出来的快中子，被装在外围的 238U 吸收，238U 就会很快变成 239Pu。这样，在产生能量的同时，又不断地将 238U 变成可用易裂变燃料 239Pu，而且再生速度高于消耗速度，核燃料越烧越多，快速增殖，所以这种反应堆又称“快速增殖堆”。如将快中子增殖反应堆推广应用，将使铀资源的利用率提高 50 ～ 60 倍，大量238U 堆积浪费、污染环境的问题将能得到解决。
2010 年 7 月 21 日，由中核集团中国原子能科学研究院自主研发的中国第一座快中子反应堆——中国实验快堆（CEFR）达到首次临界。由此，中国成为世界上少数几个掌握快堆技术的国家之一。
