黒鉛減速沸騰軽水圧力管型原子炉（こくえんげんそくふっとうけいすいあつりょくかんがたげんしろ）は、ソビエト連邦（ソ連）が独自に開発した原子炉の形式。ロシア語ではРБМК（Реактор Большой Мощности Канальный）とよぶ。西欧圏ではキリル文字表記をアルファベット読みして頭文字でRBMK（Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy, 英語直訳："reactor (of) high power (of the) channel (type)", 日本語直訳：高出力圧力管型原子炉）とよび、英語では別の表記としてLWGR（Light Water cooled Graphite moderated Reactor、軽水冷却黒鉛減速炉）がある。

ソ連内でだけ作られ、今では旧式になってしまった黒鉛減速動力用原子炉の一形式について、ここで述べることにする。
概要黒鉛減速沸騰軽水圧力管型原子炉 (RBMK) の構造図。核燃料を収めた圧力管の間をポンプで送り込まれた冷却水が流れて蒸気となり、タービンを回す構造になっている。

黒鉛減速沸騰軽水圧力管型原子炉 (RBMK) は、核分裂反応によって生じた熱エネルギーを、軽水を沸騰させることで取り出す原子炉である。旧ソ連が軍事用に開発した黒鉛減速プルトニウム生産炉をベースに、独自に軽水冷却型原子炉として発電用動力炉を開発したものである。これは、一群の開発プロジェクト「ソビエト計画」の最高峰ともいえるものであった。それらのうちの最初のものはAM-1（AMはロシア語で「平和な原子力」を意味する"Атом мирный"をラテン語転写した"Atom Mirniy"の略、英語表記では"peaceful atom"）と呼ばれ、電気出力5MW（熱出力30MW）を発電し、発生した電力を1954年から 1959年までオブニンスクへと送っていた。

2004年時点では世界で十数機が運転されているが、新規の建設計画は無く、国際的圧力は同型の残った原子炉を閉鎖する方向に働きかけている。

同型の原子炉には、RBMK-1000型やRBMK-1500型などがあり、特にRBMK-1000型は、旧ソビエト連邦（現・ウクライナ）のチェルノブイリ原子力発電所で爆発・火災・放射能放出事故を起こした原子炉として知られている。

低濃縮ウラン燃料は燃料集合体として、圧力管内に収められており、この管内を流れる冷却剤の軽水が直接熱を奪う。圧力管はジルカロイ製で、減速材である黒鉛ブロックの穴の中に収められている。乱暴なたとえ方をするならば、練炭を立てて蓮根状に開いた穴に金属管を挿入し、管の中に核燃料を装荷して冷却用の水を流し込むと考えればよい。

RBMKの形式では重水のような、分離された同位元素を使用しないで大型動力炉を建造することができる。ただしこのような構成の原子炉は不安定とされている。
原子炉設計

RBMKは冷却材として軽水を使用し、高さ7メートルの黒鉛ブロックの中を垂直に走る圧力管の中を流れる。軽水は圧力管内の炉心で沸騰水型原子炉と同様に温度270℃で沸騰する。燃料は低濃縮ウランで、3.5メートルの長さの燃料集合体として使用する。

軽水炉では軽水が減少すると軽水による中性子の減速効果が低下して補足される中性子が減少するため核分裂反応が低下するという負のボイド効果を持つ。一方、黒鉛炉では中性子減速の大部分を固定された黒鉛に頼るため、軽水が減少すると減速しない中性子がより多く黒鉛に吸収され反応は上昇し、これに軽水による放熱が低下することで炉心の温度が急上昇するという大きな正のボイド係数を持つ。実際にチェルノブイリのような（改修以前の）RBMKではボイド係数に起因する正のフィードバック問題を起こしてしまう。

RBMK用のウランは炉心で核分裂連鎖反応を維持するために、核分裂可能なウラン235の濃度を天然ウランより濃縮する必要がある[1]。

この型の原子炉の炉心は、最高3000個の燃料集合体を装荷することができる。燃料集合体は一群の密封された燃料棒から成る。燃料棒は二酸化ウラン（UO2）ペレットで満たされ、端板で適切な位置に保たれており、各燃料棒の強化と同時に間隔を適切に保持するための金属スペーサーグリッドで支えられる。炉心は、核連鎖反応プロセスから熱エネルギーを引き出すことができる貯水池とみなせる。

原子炉を運転している間、燃料中のウラン235濃度は核分裂を起こすにつれて減少し、その分が熱エネルギーに変化していく。ウラン238原子のうちの一部は中性子を吸収して崩壊し、核分裂性のプルトニウム239に変化する。このプルトニウム239のうちの一部もまた核分裂を経てエネルギーを生む。

核分裂反応によって生み出された物質は燃料ペレットの中に保持されるが、これらのうちのあるものは「核毒」と呼ばれる中性子吸収性物質キセノン135になる。核毒により原子炉の反応度と熱発生量を低下し、十分な熱エネルギー生産が行えなくなったとき、核燃料は寿命を迎える。一般的な軽水炉では運転を停止して燃料交換を行うことになるが、RBMKは各圧力管が独立しているため、運転中に燃料を交換することができる。
原子炉の特性

RBMKでは、中性子の減速は主に黒鉛ブロックが受け持ち、燃料集合体周りの軽水は、量が少ないこともあって中性子減速効果より吸収効果が大きく作用している。このためボイド効果（蒸気泡による減速材の密度低下）は正の反応度係数を持ち、ドップラー効果（燃料ペレットの温度上昇に伴う中性子吸収効果の増大）の負の反応度係数により、RBMKは出力の高い領域では全体として負の反応度係数を持っているが、低出力領域では極めて大きい正の反応度フィードバック特性がある。