En heterogen atomreaktor er en reaktor , hvor nukleart brændsel er strukturelt adskilt fra moderatoren og andre elementer i kernen .
Hovedtræk ved en heterogen reaktor er tilstedeværelsen af brændselselementer (FE'er). Brændstofstænger kan have forskellige former (stænger, plader osv.), men der er altid en klar grænse mellem brændstof, moderator og kølevæske . I en heterogen reaktor adskiller neutronfluxen sig på grund af brændselsblokkenes store størrelse markant i brændslet og i mediet mellem blokkene. Påvirkningen af reaktorens heterogene struktur på de fysiske parametre kaldes blokeffekten [1] .
Langt de fleste reaktorer i brug i dag er heterogene på grund af deres designfordele i forhold til homogene reaktorer .