Kiiresti arenev reaktor on teatud tüüpi tuumareaktor, mis kasutab tuuma lõhustumist, et luua uraani 239 aatomite lõhustamise kõrvalsaadusena plutoonium 235 aatomit. See protsess tekitab plutoonium 239 kujul rohkem kütust, kui see kasutab. Seda tüüpi reaktoritele antud nimetuse põhjuseks on see võime luua või “tõustada” täiendavat kütust. Kiire aretusreaktor suudab toota kuni 30% rohkem kütust, kui ta tarbib.
Tuumareaktorid toodavad energiat lõhustuvate kütuste, tavaliselt uraan 235, aatomite lõhestamisel. See toodab ka vabu neutroneid, aatomituumade osakesi, mis seejärel tabavad teisi uraani aatomeid, lõhestades neid ja soodustades lõhustumisreaktsiooni. Tavalistes tuumareaktorites hoiab enamikku neist neutronitest madalal energiatasemel täiustatud jahutussüsteem, mis tavaliselt kasutab keskkonnana vett. Seda tehakse selleks, et hoida neutroneid lõhustumisreaktsiooni säilitamiseks sobival energiatasemel.
Kiiresti aretavas reaktoris on jahutussüsteem tahtlikult vähem tõhus ja see on tavaliselt täidetud vedela naatriumiga. See hoiab lõhustumisreaktsiooni käigus tekkivad neutronid kõrgemal energiatasemel. Need “kiired” neutronid moodustavad kiire aretusreaktori üldnimetuse teise osa. Suure energiaga neutronid ei sobi teiste uraani 235 aatomite lõhustamiseks, kuid teenivad teist eesmärki.
Uraani 235 aatomi jagamise asemel neelavad “kiired” neutronid uraani 238 aatomit, mis moodustab suurema osa tuumareaktori kütuse massist kiirreaktoris. Uraan 238 ei sobi lõhustamiseks, kuid pärast teise neutroni neeldumist muundub uraan 238 plutoonium 239. Plutoonium 239 sobib väga hästi tuumakütuseks ja seda saab kasutada tuumarelvade valmistamiseks. Mõned plutoonium 239 aatomid lagunevad uraani teiseks isotoobiks uraan 239, mida kasutatakse ka tuumareaktorites kütusena.
Plutooniumi kasutatakse sageli tuumarelvade jaoks. Sel põhjusel on paljud kunagi töökorras olnud kiirreaktorid suletud. Muud seda tüüpi reaktoritega seotud probleemid on aidanud kaasa nende populaarsuse vähenemisele tuumaenergiaprogrammidega riikide seas. Plutoonium 239 tuleb eraldada teistest tuumkütuse komponentidest ning see on keeruline ja kulukas protsess. Samuti võib see olla äärmiselt ohtlik ja tekitab kõrvalsaadusena mürgiseid radioaktiivseid jäätmeid.