L'énergie nucléaire est générée via un processus connu sous le nom de fission dans les centrales nucléaires qui sont conçues pour convertir la chaleur latente de la désintégration radioactive en énergie électrique. Le combustible pour la réaction est l'un des nombreux éléments radioactifs, le plus souvent de l'uranium légèrement enrichi.
L'uranium est présent dans deux isotopes principaux, l'U-235 et l'U-238. L'uranium-238 n'est que faiblement radioactif, il se désintègre donc lentement et est l'isotope le plus courant dans la nature. L'U-235, plus radioactif, se désintègre facilement et constitue une source productive d'énergie thermique. Pour les applications énergétiques, l'U-238 n'est que partiellement raffiné pour augmenter sa concentration en U-235 à environ 3 à 5 %. C'est bien en deçà de la concentration nécessaire pour les armes nucléaires, et le combustible qui en résulte est généralement sûr à transporter et à utiliser.
Le combustible à l'uranium partiellement enrichi est organisé en structures appelées barres de combustible. Ceux-ci sont immergés dans l'eau à l'intérieur d'une grande unité de confinement appelée la cuve du réacteur. Là, le flux de neutrons d'U-235 en décomposition chauffe l'eau, qui est ensuite pompée en boucle fermée à travers un système d'échange de chaleur. Dans l'échangeur de chaleur, l'énergie thermique de la boucle fermée ou "sale" est transférée à une boucle ouverte "propre". La vapeur de cette boucle est utilisée pour entraîner une turbine, générant de l'électricité.
