Tabel periodik
Masing-masing unsur memiliki nomor atom unik yang menunjukkan jumlah proton dalam intinya. Sebagian besar unsur memiliki jumlah netron yang berbeda untuk atom yang berbeda. Hal semacam ini dikenal sebagai isotop. Sebagai contoh, karbon memiliki tiga isotop alami: semua atom tersebut memiliki enam proton dan sebagian besarnya memiliki enam netron juga, tetapi sekitar satu persen mempunyai tujuh netron, dan sebagian renik mempunyai delapan netron. Isotop tidak disajikan terpisah dalam tabel periodik. Mereka selalu dikelompokkan bersama sebagai unsur tunggal. Massa atom unsur yang tidak memiliki isotop stabil diambil dari isotop yang "paling stabil", dituliskan di dalam kurung.
Siklus bahan bakar nuklir
Sebuah reaktor air ringan (Light Water Reactor/LWR) menggunakan air seperti di alam, dan membutuhkan bahan bakar isotop fisil diperkaya hingga konsentrasi yang lebih tinggi. Secara khusus, reaktor ini menggunakan hingga 3 - 5% kandungan isotop yang tidak umum, satu-satunya isotop fisil yang ditemukan dalam jumlah yang signifikan di alam. Salah satu alternatif dari penggunaan bahan bakar uranium diperkaya-rendah ("low-enriched uranium"/LEU) adalah bahan bakar ("mix oxide"/MOX) yang dihasilkan dari pencampuran plutonium dengan uranium alam atau uranium deplesi. Jenis bahan bakar ini memberi jalan terhadap penggunaan yang jumlahnya melimpah. Tipe lain dari bahan bakar MOX meliputi pencampuran LEU dengan torium yang menghasilkan isotop fisil . Baik plutonium dan U-233 diproduksi dari penyerapan netron oleh iradiasi di dalam reaktor, dalam keadaan tertentu umumnya isotop dapat dipisahkan dari bahan bakar bekas uranium dan torium dari bahan bakar bekas torium di dalam .