Fisi nuklir
Isotop elemen kimia yang dapat meneruskan reaksi rantai fisi disebut bahan bakar nuklir, dan bersifat "fisil". Jenis bahan bakar nuklir yang paling umum adalah U (isotop uranium dengan massa atom 235 dan digunakan di reaktor nuklir) dan Pu (isotop plutonium dengan massa atom 239). Bahan bakar nuklir ini akan terpecah menjadi 2 bagian membentuk elemen kimia dengan massa atom mendekati 95 dan 135 u (produk fisi). Kebanyakan bahan bakar nuklir melalui tahap fisi spontan dengan amat lambat, meluruh melalui sebuah reaksi peluruhan partikel alfa/partikel beta dengan waktu sampai bermilenium-milenium. Dalam reaktor nuklir atai senjata nuklir, reaksi fisi yang besar ini disebabkan karena induksi neutron yang dihasilkan dari reaksi fisi sebelumnya.
Perjanjian Nonproliferasi Nuklir
Bagi beberapa negara, pokok ketiga perjanjian ini, yang memperbolehkan penambangan uranium dengan alasan bahan bakar, merupakan sebuah keuntungan. Namun perjanjian ini juga memberikan hak pada setiap negara untuk menggunakan tenaga nuklir untuk kepentingan damai, dan karena populernya pembangkit tenaga nuklir yang menggunakan bahan bakar uranium, maka perjanjian ini juga menyatakan bahwa pengembangan uranium maupun perdagangannya di pasar internasional diperbolehkan. Pengembangan uranium secara damai dapat dianggap sebagai awal pengembangan hulu ledak nuklir, dan ini dapat dilakukan dengan cara keluar dari NPT. Tidak ada negara yang diketahui telah berhasil mengembangkan senjata nuklir secara rahasia, jika dalam pengawasan NPT.