โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบหนึ่งที่ใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไอน้ำแรงดันสูงจ่ายให้กับกังหันไอน้ำ กังหันไอน้ำจะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าออกมา โดยเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบวิจัย (English: Research Reactor) ที่ใช้ประโยชน์จากนิวตรอนฟลักซ์ในการวิจัย และระบายความร้อนที่เกิดขึ้นออกสู่ชั้นบรรยากาศ และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง (English: Power Reactor) ที่ใช้พลังความร้อนที่เกิดขึ้นเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง มีขนาดใหญ่โตกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเป็นอย่างมาก
กากกัมมันตรังสี
มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องแยกแยะกระบวนการ () ของยูเรเนียมที่จะทำเป็นเชื้อเพลิงออกจากการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ () ของเชื้อเพลิงใช้แล้ว เชื้อเพลิงใช้แล้วประกอบด้วยผลผลิตจากฟิชชันที่มีกัมมันตรังสีสูง (ดูของเสียระดับสูงด้านล่าง) ผลผลิตเหล่านี้จำนวนมากจะเป็นตัวดูดซับนิวตรอนที่เรียกว่า'neutron poison'ในบริบทนี้ นิวตรอนพอยซันเหล่านี้ในที่สุดจะสะสมจนถึงระดับที่พวกมันดูดซับนิวตรอนจำนวนมากซะจนทำให้ปฏิกิริยาลูกโซ่หยุด แม้ว่าแท่งควบคุม (ตัวดูดซับ)จะถูกดึงออกจนหมดแล้วก็ตาม ณ จุดนั้น เชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์จะต้องถูกเปลี่ยนด้วยเชื้อเพลิงใหม่สด แม้ว่าจะยังคงมีปริมาณของยูเรเนียม-235 และพลูโทเนียมเหลืออยู่อีกมาก ในสหรัฐอเมริกา เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วนี้จะถูกเก็บไว้ ในขณะที่ในบางประเทศเช่นรัสเซีย สหราชอาณาจักรฝรั่งเศส ญี่ปุ่นและอินเดีย เชื้อเพลิงนี้จะมีการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่เพื่อลบล้างผลผลิตจากฟิชชั่นออก แล้วนำเชื้อเพลิงนั้นกลับมาใช้ใหม่ การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่นี้เกี่ยวข้องกับการจัดการสารกัมมันตรังสีสูง และผลิตภัณฑ์ที่ถุกแยกออกจากเชื้อเพลิงจะมีรูปแบบของเสียที่เข้มข้นในระดับสูงเหมือนกับสารเคมีที่ใช้ในกระบวนการทั่วไป ในขณะที่ประเทศเหล่านี้ทำการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของเชื้อเพลิงโดยรีไซเคิลพลูโตเนียมเพียงรอบเดียว อินเดียเป็นประเทศเดียวที่รู้กันว่ามีการวางแผนที่จะรีไซเคิลพลูโตเนียมหลายรอบ