Siklus bahan bakar nuklir
Siklus bahan bakar nuklir, disebut juga sebagai rantai bahan bakar nuklir, adalah serangkaian proses perkembangan bahan bakar nuklir yang melalui serangkaian tahapan yang berbeda. Siklus ini terdiri dari beberapa tahapan, diantaranya: tahap bagian hulu ("front end"), yaitu persiapan bahan bakar; tahap periode penggunaan, yaitu ketika bahan bakar digunakan selama operasi reaktor; dan tahap bagian hilir ("back end"), yaitu tahapan yang paling penting untuk mengelola, menyimpan, baik atau membuang secara aman. Apabila bahan bakar bekas tidak di daur ulang, siklus bahan bakar dikategorikan sebagai siklus bahan bakar terbuka ("open fuel cycle" atau "once-through fuel cycle"); apabila bahan bakar bekas di daur ulang, maka siklusnya dikategorikan sebagai siklus bahan bakar tertutup ("closed fuel cycle").
Fusi nuklir
Proses fusi paling penting di alam adalah yang terjadi di dalam bintang. Meskipun tidak melibatkan reaksi kimia, tetapi seringkali fusi termonuklir di dalam bintang disebut sebagai proses "pembakaran". Pada pembakaran hidrogen, bahan bakar netto-nya adalah empat proton, dengan hasil netto satu partikel alpha, pelepasan dua positron dan dua neutrino (yang mengubah dua proton menjadi dua netron), dan energi. Ada dua jenis pembakaran hidrogen, yaitu rantai proton-proton dan siklus CNO yang keberlangsungannya bergantung pada massa bintang. Untuk bintang-bintang seukuran Matahari atau lebih kecil, reaksi rantai proton-proton mendominasi, sementara untuk bintang bermassa lebih besar siklus CNO yang mendominasi. Reaksi pembakaran lain seperti pembakaran helium dan karbon juga terjadi bergantung terutama pada tahapan evolusi bintang.