Tuumkütus
Tuumkütus ehk aatomkütus (kõnekeeles ka tuumakütus) on materjal, mida kasutatakse tuumareaktorites energia tootmiseks. See koosneb laias laastus kolmest komponendist: reaktiivsest osast, tavaliselt uraanist, vahel lisaks plutooniumist ja teistest elementidest, metallkestast, mis eraldab kütust keskkonnast, ja reaktori tüübile sobivatest kinnitustest. Tuumkütuse suurim eelis on väga suur energiasisaldus massiühiku kohta. Üks kilogramm levinuimat tuumkütust, rikastatud uraani, võrdub energeetiliselt 70–100 kilotonni kivisöega. Seega saab vastutustundliku käitlemisega vähendada keskkonna saastumist, võrreldes fossiilkütustega. Tänapäeva tehnoloogia võimaldab energiat saada juhitava ahelreaktsioonina toimuva tuumalõhustumise tulemusena. Tavaliselt kasutatavad tuumkütused on uraan-235 ja plutoonium-239. Nende "põletamisel" reaktoris toimub ennastsäilitav ahelreaktsioon, mis on iga tuumaelektrijaama keskne osa. Iga üksiku aatomi lagunemisel eraldub reaktori tuumas kasulik soojus, väiksemad väga lühikese poolestusajaga radioaktiivsed kildtuumad ja keskmiselt 2–3 neutronit, mis omakorda kutsuvad esile uusi lõhustumisprotsesse. Ülejäänud tuumkütusetüüpidest moodustavad kerged tuumad, mille liitumisel eraldub energia. Sel juhul on tegemist tuumaühinemise ehk tuumafusiooniga. Tuumaühinemise kasutamise korral termotuumareaktorites oleksid kütuseks kerged nukliidid, näiteks triitium (3H). Üks võimalus selle meetodiga energia tootmiseks on protsess, mille käigus deuteeriumi (vesiniku ühe lisaneutroniga tuum) ja triitiumi (kahe lisaneutroniga) ühinemisel eraldub 14,1 MeV, mida kannab tekkinud neutron, ja 3,52 MeV alfaosakese näol. Kasutuses on ka radioaktiivse lagunemise teel energiat tootvate radioisotoopiliste termoelektriliste generaatorite kütused, näiteks plutoonium-238. Tuumkütuse tsükkel algab tooraine kaevandamisega maapõuest, jätkub rafineerimise, rikastamise ja sobivale kujule töötlemisega, reaktoris kasutamisega ja lõpeb kasutatud kütuse teisaldamisega selleks ettenähtud ladestusjaamadesse või eelistatavalt ümbertöötamise ja taaskasutusega tuumajaamades. 21. sajandi alguses ladustatakse umbes pool kogu maailma reaktoritest tulevast kasutatud kütusest eeldusel, et seda ei töötata kunagi ümber.