De Sovjetunie heeft voor dit type reactor gekozen omdat die het gemakkelijkst te realiseren was met de middelen die toen beschikbaar waren. De reactor heeft een zeer hoog rendement. Een russische reactor haalt een electrisch vermogen van 1.5GW, daar waar een gelijkaardige europese centrale een vermogen van 1GW haalt.

Wat ook een rol speelt, is dat het kernmateriaal vervangen worden terwijl de reactor in werking is. Voor de russen was dit zeer nuttig, want iedere reactor kon zo gebruikt worden om plutonium te maken voor kernwapens. De reactor werd als kweekreactor gebruikt.

De reactor bestaat niet uit een reactorvat, maar uit talrijke dikke buizen die het kernmateriaal bevatten onde de vorm van lange staven. Het water circuleert in de buizen en voert de warmte af. Tussen de buizen zitten de grafietstaven. De buizen kunnen individueel afgesloten worden zodat het kernmateriaal vervangen kan worden zonder dat de reactor stilgelegd moet worden.

Dankzij het gebruik van grafietstaven als moderator kan men minder verrijkt uranium gebruiken (1.8% in plaats van gemiddeld 4%). De neutronen moeten vertraagd worden, zodat ze nieuwe kernsplijtingen kunnen veroorzaken en dus de kettingreactie aan de gang kunnen houden. Bij het vertragen van de neutronen neemt het grafiet de energie van de neutronen op. Water kan ook als moderator gebruikt worden, maar heeft de neiging van neutronen op te slorpen, waardoor men uranium moet gebruiken die meer radioactieve isotopen bevat.

Hier is de hoeveelheid water lager, en wordt het water enkel gebruikt om de warmte af te voeren. De modererende eigenschappen van het water spelen geen rol, want de neutronen zijn al vertraagd door de grafietstaven. Het water slorpt enkel een deel van de neutronen op.

Dit type reactor heeft een positieve void coëfficient: als er stoombellen in de reactor ontstaan, dan daalt de densiteit van het water op die plaats. Er worden minder neutronen opgeslorpt, waardoor de kettingreactie op die plaats de neiging heeft om te versnellen. Stoom kan ook minder warmte opnemen, waardoor de temperatuur op die plaats verder kan stijgen.

De grafietstaven die de energie van de neutronen opnemen produceren ongeveer 5.5% van de warmte van de reactor, maar de staven geraken ook in een onstabiele toestand en kunnen plots hun warmte snel en ongecontroleerd afgeven (zo is de kernramp in Windscale kunnen ontstaan). De temperatuur stijgt dan zo snel dat de staven roodgloeiend worden en het water ontbinden. Er ontstaat dan waterstofgas die voor explosies kan zorgen.

Het verschil in watertemperatuur tussen ingang en uitgang van de reactor ligt zeer dicht bij elkaar. De druk moet zeer goed gestabiliseerd worden, zodat het water niet aan de kook geraakt onderaan de reactor (het water mag enkel aan de oppervlakte gaan koken). Omdat het water zeer dicht bij de kooktemperatuur zit kunnen de schroefbladen van de pompen cavitatie doen ontstaant, waardij de werking van de pompen sterk verstoord wordt. Er zijn dus drie redenen die het systeem onbetrouwbaar maken.

Na de kernramp in Ukraine werden de reactoren aangepast: men gebruikt meer absorberend materiaal, zodat de reactor minder gemakkelijk op hol kan slaan. Dit moet echter gecompenseerd door brandstof die meer verrijkt is. De controlestaven werden aangepast zodat ze sneller in het reactorvat kunnen zakken, en de positive void werd vermeden (water wordt weggeduwd uit het kanaal door de dalende controlestaven, maar die hebben op dit ogenblik nog geen effekt). De reactoren blijven echter onbetrouwbaar en er worden geen nieuwe reactoren volgens dit type in gebruik genomen.