โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การแปลงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าเกิดขึ้นทางอ้อม เช่นเดียวกับในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนธรรมดาทั่วไป ความร้อนเกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา) ไอของน้ำ (ไอน้ำ) ถูกผลิตขึ้นโดยตรงหรือโดยอ้อม จากนั้น ไอน้ำแรงดันสูงมักจะจ่ายให้กับกังหันไอน้ำในหลายขั้นตอน กังหันไอน้ำในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของประเทศตะวันตกมักอยู่ในหมู่กังหันไอน้ำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยสร้าง หลังจากผ่านกังหันไอน้ำ ไอน้ำมีการขยายตัวและบางส่วนก็ควบแน่น ไอน้ำที่เหลือจะควบแน่นในคอนเดนเซอร์ คอนเดนเซอร์เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งจะเชื่อมต่อกับฝั่งด้านรองเช่นแม่น้ำหรือหอหล่อเย็น จากนั้น น้ำจะถูกสูบกลับเข้ามาในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และวงจรก็เริ่มต้นอีกครั้ง วัฏจักรของน้ำกับไอเป็นไปตามวงจรของ "Rankine cycle"
พื้นที่เก็บกากนิวเคลียร์ลึกใต้ดิน
ดูเพิ่มเติม: การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับสูง
กากกัมมันตรังสีอายุยาวส่วนมาก, รวมทั้งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว, ต้องได้รับการเก็บกักและแยกออกต่างหากจากมนุษย์และสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานานมาก. การกำจัดของเสียเหล่านี้ในสิ่งอำนวยความสะดวกทางวิศวกรรม, หรือพื้นที่เก็บ, ที่อยู่ลึกลงไปใต้ดินในการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมถูกมองว่าเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่อ้างอิง. คณะกรรมการนานาชาติว่าด้วยวัสดุฟิชชั่นได้กล่าวว่า: 
เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วและการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ระดับสูงและของเสียพลูโตเนียมต้องมีที่จัดเก็บที่มีการออกแบบที่ดีสำหรับรอบระยะเวลาตั้งแต่หลายหมื่นปีจนถึงหนึ่งล้านปี, เพื่อลดการปล่อยกัมมันตภาพรังสีที่ถูกเก็บกักไว้ออกสู่สภาพแวดล้อม. การป้องกันยังต้องมีเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งพลูโตเนียมหรือยูเรเนียมสมรรถนะสูงจะไม่หันเหความสนใจไปกับการใช้เป็นอาวุธ. มีข้อตกลงทั่วไปว่าการจัดวางเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วในพื้นที่เก็บที่อยู่ใต้พื้นผิวโลกหลายร้อยเมตรจะปลอดภัยกว่าที่จัดเก็บที่ไม่แน่นอนของเชื้อเพลิงใช้แล้วบนพื้นผิว.
องค์ประกอบทั่วไปของพื้นที่เก็บรวมถึงกากกัมมันตรังสี, ภาชนะที่เก็บของเสีย, อุปสรรคด้านวิศวกรรมอื่นๆหรือที่ปิดผนึกรอบภาชนะ, อุโมงค์ที่อยู่อาศัยของภาชนะบรรจุ, และการชดเชยทางธรณีวิทยาของพื้นที่โดยรอบ.