Siklus bahan bakar nuklir
Selama reaksi nuklir di dalam reaktor, isotop fisil dalam bahan bakar nuklir dikonsumsi, menghasilkan lebih dan lebih , terutama yang dikategorikan sebagai limbah radioaktif. Pembentukan produk-produk fisi dan konsumsi isotop-isotop fisil pada akhirnya akan menghentikan reaksi nuklir sehingga menyebabkan bahan bakar menjadi bahan bakar bekas. ketik sejumlah 3% bahan bakar LEU diperkaya digunakan, secara khusus mengandung kira-kira 1% U-235, 95% U-238, 1% plutonium dan 3% produk-produk fisi lainnya. Bahan bakar bekas dan limbah radioaktif tingkat tinggi lainnya sangat berbahaya, meskipun reaksi nuklir menghasilkan volume limbah yang relatif kecil dibandingkan dengan pembangkit listrik lainnya dikarenakan densitas energi yang besar dari bahan bakar nuklir. Pengelolaan keselamatan produk-produk samping energi nuklir tersebut, termasuk penyimpanan dan pembuangannya, merupakan persoalan sulit bagi negara yang menggunakan energi nuklir.
Daya nuklir
Energi fusi mengutamakan penggunaan dari deuterium, atau tritium, dua-duanya isotop dari hidrogen, sebagai bahan bakar. Bisa juga menggunakan litium dan boron di desain-desain belakangan ini. Jika diasumsikan keluaran listrik energi fusi sama dengan keluaran listrik global sekarang ini (dan tidak bertambah), maka cadangan litium yang sekarang ini cukup sampai 3000 tahun ke depan, cadangan litium dari air laut cukup sampai 60 juta tahun. Untuk proses fusi yang lebih rumit lagi menggunakan deuterium dari air laut yang cadangan mungkin cukup untuk 150 miliar tahun lagi. Meskipun proses fusi ini masih butuh untuk diteliti lebih lanjut, banyak para ahli percaya kalau fusi ini dapat menjadi sumber energi pada masa depan. Keuntungan dari fusi ini di antaranya tingkat radioaktivitas yang singkat pada limbahnya, emisi karbonnya yang rendah, dan keluaran tenaganya yang menjanjikan.