Fossiilinen polttoaine
Fossiiliset polttoaineet ovat polttoaineita, jotka ovat syntyneet muinaisten eliöiden fossiloituessa. Tärkeimmät fossiiliset polttoaineet ovat öljy, kivihiili, maakaasu ja turve (EU, IPCC). Fossiiliset polttoaineet ovat uusiutumattomia luonnonvaroja, tai hyvin hitaasti uusiutuvia, kuten noin 10 000 vuoden ajanjaksolla uusiutuva turve. Fossiilisten polttoaineiden kemiallinen energia on alun perin maapallon alkuaikojen kasvillisuuden keräämää aurinkoenergiaa. Energiantuotanto fossiilisilla polttoaineilla perustuu raaka-aineen polttamiseen, jolloin vapautuu lämpöä. Se on huomattava kasvihuonepäästöjen aiheuttaja.
Ydinpolttoainekierto
Ydinpolttoaine poistetaan reaktorista kun U-isotoopin osuus polttoaineesta on alle 0,8 %. Tällöin polttoaine on voimakkaasti radioaktiivista ja tuottaa suuria määriä lämpöä, joten sitä säilytetään vesialtaassa reaktorin lähellä. Vesi jäähdyttää polttoaineen ja toimii säteilysuojana. Jo muutama metri vettä riittää pysäyttämään lähes kaiken säteilyn, jota polttoaineesta lähtee. Lyhytikäiset ja siksi voimakkaasti radioaktiiviset fissiotuotteet polttoaineessa hajoavat nopeasti, jolloin säteily ja lämmöntuotanto heikkenevät. Ensimmäisenä vuonna reaktorista poiston jälkeen polttoaineen aktiivisuus laskee nopeasti alle sadasosaan alkuperäisestä, mutta säteilyn voimakkuus on kuitenkin lähietäisyydellä edelleen vaarallisen korkea. Käytetyn ydinpolttoaineen lämpöenergiaa ei hyödynnetä sähköenergian tuottoon.