L'energia nucleare viene generata attraverso un processo noto come fissione nelle centrali nucleari che sono progettati per convertire il calore latente del decadimento radioattivo in energia elettrica. Il carburante per la reazione è uno qualsiasi di un numero di elementi radioattivi, l'uranio più comunemente leggermente arricchito.
L'uranio si verifica in due isotopi principali, U-235 e U-238. L'uranio-238 è solo debolmente radioattivo, quindi decade lentamente ed è l'isotopo più comune presente in natura. L'U-235 più radioattivo decade rapidamente ed è una fonte produttiva di energia termica. Per le applicazioni energetiche, l'U-238 viene perfezionato solo parzialmente per aumentare la sua concentrazione di U-235 a circa il 3-5%. Questo è molto al di sotto della concentrazione necessaria per le armi nucleari, e il carburante risultante è generalmente sicuro da trasportare e usare.
Il combustibile di uranio parzialmente arricchito è organizzato in strutture chiamate barre di combustibile. Questi sono immersi in acqua all'interno di una grande unità di contenimento chiamata nave del reattore. Lì, il flusso di neutroni dell'U-235 in decomposizione riscalda l'acqua, che viene quindi pompata in un circuito chiuso attraverso un sistema di scambio termico. Nello scambiatore di calore, l'energia termica del circuito chiuso o "sporco" si trasferisce su un circuito aperto, "pulito". Il vapore proveniente da questo circuito viene utilizzato per guidare una turbina, generando elettricità.
