Atom
Inti atom terdiri atas proton dan neutron yang terikat bersama pada pusat atom. Secara kolektif, proton dan neutron tersebut disebut sebagai nukleon (partikel penyusun inti). Diameter inti atom berkisar antara 10 hingga 10m. Jari-jari inti diperkirakan sama dengan
formula_1  fm, dengan "A" adalah jumlah nukleon. Hal ini sangatlah kecil dibandingkan dengan jari-jari atom. Nukleon-nukleon tersebut terikat bersama oleh gaya tarik-menarik potensial yang disebut gaya kuat residual. Pada jarak lebih kecil daripada 2,5 fm, gaya ini lebih kuat daripada gaya elektrostatik yang menyebabkan proton saling tolak menolak.
Siklus bahan bakar nuklir
Energi nuklir bergantung kepada material fisil yang memungkinkan terjadinya reaksi berantai dengan netron. Beberapa contoh material tersebut adalah Uranium (U) dan Plutonium (Pu). Sebagian besar reaktor nuklir menggunakan energi kinetik netron pada skala menengah sampai rendah sehingga meningkatkan kemungkinan terjadinya reaksi fisi. Kondisi tersebut memungkinkan reaktor untuk menggunakan konsentrasi isotop fisil yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan isotop fisil yang dibutuhkan untuk senjata nuklir. Grafit dan air berat merupakan yang paling efektif, karena bahan tersebut dapat memperlambat netron melalui tumbukan tanpa menyerapnya. Reaktor yang menggunakan air berat atau grafit sebagai moderator dapat beroperasi menggunakan uranium alam.