Nükleer santral (NPP) veya atom santrali (APS), ısı kaynağının nükleer reaktör olduğu termik santraldir. Termik santrallerde tipik olduğu gibi, ısı, elektrik üreten jeneratöre bağlı buhar türbinini çalıştıran buhar üretmek için kullanılır. Eylül 2023 itibarıyla Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu, dünya çapında 32 ülkede faaliyette olan 410 nükleer santral ve inşa halinde olan 57 nükleer santral olduğunu bildirdi.
Fosil yakıt veya mineral yakıt, hidrokarbon ve yüksek oranlarda karbon içeren doğal enerji kaynağı. Kömür, petrol ve doğalgaz; bu türden yakıtlara başlıca örnektir. Ölen canlı organizmaların oksijensiz ortamda milyonlarca yıl boyunca çözülmesi ile oluşur. Fosil yakıtlar endüstriyel alanda çok geniş bir kullanım alanı bulmaktadır.
Toryum; sembolü Th, atom numarası 90 olan zayıf radyoaktivite gösteren, metalik, kimyasal bir elementtir. Toryum havaya maruz kaldığında kararır ve toryum dioksit oluşturur; orta derecede yumuşak, işlenebilir ve yüksek bir erime noktasına sahiptir. Toryum, kimyasına +4 oksidasyon durumunun hakim olduğu elektropozitif bir aktinittir; oldukça reaktiftir ve ince bir şekilde bölündüğünde havada tutuşabilir.
Plütonyum-239, plütonyumun bir izotopudur. Plütonyum-239, nükleer silah üretiminde kullanılan birincil fisil izotoptur ancak uranyum-235 de bu amaç için kullanılır. Plütonyum-239 aynı zamanda uranyum-235 ve uranyum-233 ile birlikte termal spektrumlu nükleer reaktörlerde yakıt olarak kullanılabilen üç ana izotoptan biridir. Plütonyum-239'un yarı ömrü 24.110 yıldır.
Nükleer reaktör, zincirleme çekirdek tepkimesinin başlatılıp sürekli ve denetimli bir biçimde sürdürüldüğü aygıtlardır. Nükleer reaktörler bazen nükleer enerjiyi başka bir tür enerjiye çevrilen santraller olarak kullanılırlar.
Nükleer yakıt, nükleer enerji elde etmek için kontrollü nükleer füzyon ya da nükleer fisyon yapmak amacıyla kullanılan maddelerdir. Nükleer yakıtlar tüm yakıtlar içinde enerji yoğunluğu en yüksek olanlarıdır.
Elektrik üretimi, elektrik ve diğer kaynaklardan birincil enerji üretme sürecidir. Elektrik üretiminin temel ilkeleri İngiliz bilim insanı Michael Faraday tarafından 1820'lerde ve 1830'ların başında keşfedildi. Onun temel yöntemi bugün hâlâ kullanılmaktadır: Elektrik, bakır gibi iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareket ettirilmesi ile üretilir. Elektrik jeneratörü, bir mıknatıs içinde dönen sarılı iletken tellerin bulunduğu ve bu tellerin mıknatıs içinde dönmesiyle elektrik akımı üreten bir makinedir. Evlerimizde, işyerlerimizde, endüstride gereksinim duyduğumuz büyük miktardaki elektrik enerjisini elde etmek için, elektrik jeneratörlerini döndürecek büyük güç santrallarına ihtiyaç duyarız. Çoğu güç santrali, jeneratörü döndürmek için ısı üretiminde bulunurlar. Fosil yakıtlı santrallar ısı üretimi için doğal gaz, kömür ve petrol yakarlar. Nükleer santrallar da uranyum yakıtını parçalayarak ısı üretirler. Ancak bütün bu değişik tip santrallar ürettikleri ısıyı, suyu buhar haline dönüştürmek için kullanırlar. Oluşan buhar ise elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak, türbin şaftını döndürür. İşte bu dönme, jeneratörün elektrik üretmek için gereksinim duyduğu mekanik harekettir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan, enerjisi diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar ise yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar kullanılmak üzere santralın ısı üretilen bölümüne geri gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. Su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralın hemen yanında bulunan ve uzaktan bakıldığı zaman geniş dev bacalara benzeyen soğutma kuleleri kullanılır. Bu kulelerin üzerinde görülen beyaz duman ise su buharıdır.
Rosatom Devlet Nükleer Enerji Şirketi, 2007 yılında kurulan nükleer enerji üzerine uzmanlaşmış Moskova merkezli bir Rus devlet şirketidir. Şirketin 360'tan fazla iştiraki bulunmaktadır, bunların arasında bilimsel araştırma organizasyonları, nükleer savaş ekipmanları ve Dünya'nın tek nükleer güçle çalışan buzkıran donanması da bulunur.
Erimiş tuz reaktörü veya Eriyik tuz reaktörü (MSR), baş nükleer reaktör soğutucusu ve yakıtının erimiş tuz olan IV. nesil nükleer reaktördür. MSR'ler daha yüksek bir termodinamik verimlilik için su soğutmalı reaktörlere göre daha yüksek sıcaklıklarda çalışabilmektedirler. Yüksek sıcaklıklarda çalışabildikleri için bu tip nükleer reaktörlerin ısıl verimi günümüzdeki nükleer reaktörlere göre oldukça yüksektir. Ayrıca şu anki nükleer reaktörler 150 ATM ve üzeri basınçta çalışırken, erimiş tuz reaktörleri atmosferik basınçta çalışırlar, bu da çok daha güvenli ve küçük olmalarını sağlar.
IV. Nesil III. Nesil reaktörlerin halefi olarak tasarlanan nükleer reaktör tasarımlarıdır. Birinci nesil sistemlerin çoğu kullanımdan kaldırıldığı için dünya çapında faaliyette olan reaktörlerin çoğu ikinci ve 3 nesil sistemlerdir. Generation IV International Forum, IV. nesil reaktörlerin gelişimini koordine eden uluslararası bir organizasyondur. V. Nesil reaktörler tamamen teoriktir ve henüz uygulanabilir olarak görülmemektedir.
Sıvı florür toryum reaktörü, bir tür erimiş tuz reaktörüdür. LFTR, yakıt için florür esaslı, erimiş, sıvı tuzlu toryum yakıt çevrimini kullanır.
Enerji güvencesi ulusal güvenlik ile enerji tüketimi için doğal kaynakların bulunabilirliği arasındaki ilişkidir. (Nispeten) ucuz enerjiye erişim, modern ekonomilerin işleyişi için zorunlu hale gelmiştir. Bununla birlikte, enerji kaynaklarının ülkeler arasında eşit olmayan dağılımı, ciddi kırılganlıklara neden olmuştur. Uluslararası enerji ilişkileri, hem enerji güvenliği hem de enerji kırılganlığına yol açan dünyanın küreselleşmesine katkıda bulunmuştur.
Norveç'te hiçbir nükleer enerji santrali çalışmamaktadır. Buna rağmen ülkenin nükleer tesislerin inşası ve işletmesinin ruhsatlandırılması için yasal bir çerçevesi vardır. Ayrıca Norveç'te dört araştırma reaktörü inşa edildi, ilki 1951'den 1966'ya kadar çalışan JEEP I idi. 2019'da, Norveç'in kalan son nükleer reaktörü, Kjeller'deki Jeep II reaktörü 50 yıldan fazla hizmet verdikten sonra kapatıldı. 2021'de Norveç Yeşiller Partisi, IPCC'nin küresel ısınmayı 1,5 derece önleme hedefine ulaşmak için alternatif bir enerji kaynağı olarak nükleer enerjinin geliştirilmesine destek verdiklerini açıkladı.
Nükleer santraller şu anda 30 ülkede faaliyet gösteriyor. Çoğu Avrupa, Kuzey Amerika, Doğu Asya ve Güney Asya'dadır. Amerika Birleşik Devletleri en büyük nükleer enerji üreticisi iken, Fransa nükleer enerji ile en fazla elektrik üreten ülkedir. Fransa, enerji güvenliğine dayalı mevcut bir politika nedeniyle elektriğinin yaklaşık %75'ini nükleer enerjiden elde etmektedir. Politikada yapılan bir değişikliğe göre ülke, 2035 yılına kadar bu oranı %50'ye düşürmek zorunda. 2012'de küresel nükleer elektrik üretimi 1999'dan bu yana en düşük seviyesindeydi.
Shippingport Atom Enerjisi Santrali dünyanın yalnızca barış zamanı kullanımlarına ayrılmış ilk tam ölçekli atom elektrik santraliydi. Amerika Birleşik Devletleri, Pensilvanya, Beaver County'deki Ohio Nehri üzerindeki günümüz Beaver Valley Nükleer Üretim İstasyonunun yakınında, yaklaşık 40 km (40 km) uzaklıkta bulunmaktaydı.
Uranyum rezervleri, belirli bir piyasa fiyatına dayalı olarak izotoptan bağımsız olarak geri kazanılabilir uranyum rezervleridir. Burada verilen liste OECD Nükleer Enerji Ajansı ve Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı tarafından hazırlanan ortak bir rapor olan Uranium 2016: Resources, Production and Demand'a dayanmaktadır.
Bir nükleer yakıt bankası, nükleer reaktörlerini beslemek için yedek bir LEU kaynağına ihtiyaç duyan ülkeler için düşük zenginleştirilmiş uranyum (LEU) rezervidir. Zenginleştirme teknolojisine sahip olan ülkeler, zenginleştirilmiş yakıtı, zenginleştirme teknolojisine sahip olmayan ülkelerin güç reaktörleri için yakıt elde edeceği bir "bankaya" bağışlayacaklardır.
Uranyum nitrür çeşitli kimyasalları ifade etmektedir: Uranyum mononitrür (UN), Uranyum seskuinitrür (U2N3) ve uranyum dinitrür (UN2). Burada nitrür kelimesi uranyuma bağlı azotun -3 oksidasyon seviyesini belirtmektedir.
Toryum bazlı nükleer enerji üretimi, verimli öncül element toryumdan üretilen izotop uranyum-233'ün nükleer bölünmesiyle beslenir. Bir toryum yakıt çevrimi, toryum bolluğu, üstün fiziksel ve nükleer yakıt özellikleri ve azaltılmış nükleer atık üretimi dahiluranyum yakıt çevrimine göre çeşitli potansiyel avantajlar sunabilir. Toryum yakıtının bir avantajı, düşük silahlanma potansiyelidir; büyük ölçüde toryum reaktörlerinde tüketilen uranyum-233/ 232 ve plütonyum-238 izotoplarını silah haline getirmek zordur.
2023 itibarıyla, Finlandiya'da çalışır durumda olan hepsi Baltık Denizi kıyılarında bulunan iki santralde bulunan beş nükleer reaktörü bulunmaktadır. Nükleer enerji, 2020'de ülkenin elektrik üretiminin yaklaşık %34'ünü sağladı. Finlandiya'daki ilk araştırma nükleer reaktörü 1962'de, ilk ticari reaktör ise 1977'de işletmeye alındı. Beşinci reaktör Nisan 2023'te faaliyete geçti.
Angola
Argentina
Australia
Brazil
Canada
China
Egypt
Finland
France
Greenland (Denmark) 
India
Iran
Kenya
Kazakhstan
Madagascar
Malawi
Malaysia
Morocco
Mozambique
Nigeria
Norway
Peru
Russia
South Africa
Sri Lanka
Sweden
Taiwan
Thailand
Turkey
United States of America
Uruguay
Uzbekistan
Venezuela
Vietnam