A energia nuclear é gerada por meio de um processo conhecido como fissão em usinas nucleares projetadas para converter o calor latente da decomposição radioativa em energia elétrica. O combustível para a reação pode ser qualquer um de vários elementos radioativos, mais comumente urânio levemente enriquecido.
O urânio ocorre em dois isótopos principais, U-235 e U-238. O urânio-238 é apenas fracamente radioativo, então decai lentamente e é o isótopo mais comum encontrado na natureza. O U-235 mais radioativo decai prontamente e é uma fonte produtiva de energia térmica. Para aplicações de energia, o U-238 é apenas parcialmente refinado para aumentar sua concentração de U-235 para cerca de 3 a 5 por cento. Isso está muito abaixo da concentração necessária para armas nucleares, e o combustível resultante é geralmente seguro para transporte e uso.
O urânio parcialmente enriquecido é organizado em estruturas chamadas barras de combustível. Estes são submersos em água dentro de uma grande unidade de contenção chamada vaso do reator. Lá, o fluxo de nêutrons do U-235 em decomposição aquece a água, que é então bombeada em um circuito fechado através de um sistema de troca de calor. No trocador de calor, a energia térmica do circuito fechado ou "sujo" é transferido para um circuito aberto "limpo". O vapor deste circuito é usado para acionar uma turbina, gerando eletricidade.
