Jaderné elektrárny a elektrárny na fosilní paliva se liší hlavně v tom, odkud jejich energie pochází; jaderný reaktor produkuje teplo z radioaktivních kovů a zařízení na fosilní paliva spaluje uhlí, ropu nebo zemní plyn. Kromě technických rozdílů mezi těmito dvěma přístupy ovlivňují životní prostředí odlišně: jsou to elektrárny na fosilní paliva notoricky známý pro emise skleníkových plynů, zatímco jaderné reaktory jsou známé pro radioaktivní odpad, který může zůstat nebezpečný pro tisíce let.
Uhlovodíky vs. Radioaktivita
Fosilní elektrárna se při výrobě tepla spoléhá na starou technologii ohně; takové závody spalují uhlovodíková paliva, jako je metan nebo práškové uhlí. Proces spalování uvolňuje energii z chemických vazeb v palivu. Naproti tomu jaderné reaktory využívají teplo radioaktivity. Těžké, nestabilní atomy uranu-235 a plutonia-239, obě běžná jaderná paliva, se rozpadají na lehčí prvky a generují nadměrné teplo.
Hustota energie paliva
Protože jaderné reakce jsou mnohem energičtější než chemické, libra jaderného paliva nese asi milionkrát větší energii než libra fosilního paliva. Podle University of Florida vyžaduje 1 gigawattová uhelná elektrárna 9 000 tun paliva denně; ekvivalentní jaderná elektrárna spotřebuje za stejnou dobu asi 3 kilogramy uranu.
Rozpis emisí
Spalovací reakce, které pohánějí zařízení na fosilní paliva, spotřebovávají palivo a kyslík a produkují vodní páru, oxid uhličitý a energii. Při spalování uhlí, zemního plynu a ropy se vždy získá CO2, což je plyn, o kterém se věří, že je silně spojen s globálním oteplováním. Protože uhlí a ropa mají nehořlavé nečistoty, produkují tyto zdroje také oxidy dusíku, oxid siřičitý a další znečišťující látky. Jaderná elektrárna nepoužívá k výrobě energie chemické reakce; během normálního provozu nemá žádné plynné emise.
Nebezpečí pro životní prostředí
Existují nebezpečí jak u fosilních paliv, tak u jaderných elektráren, i když mnoho nebezpečí je odlišných. Konstrukce reaktoru většiny provozovaných jaderných elektráren vyžaduje neustálý průtok vody, aby nedocházelo k přehřívání reaktoru a případně k uvolňování radioaktivity do životního prostředí; katastrofa ve Fukušimě v roce 2011 nastala, když selhaly vodní pumpy. Uhelné elektrárny produkují velké množství popela, pevného odpadu, který obsahuje rtuť, arsen a další nebezpečné materiály. Někteří provozovatelé rostlin obsahují popel v obrovských rybnících, které mohou prasknout a kontaminovat okolí. Taková nehoda se stala v Tennessee v roce 2008 a uvolnila 1,3 milionu kubických metrů - 1,7 milionu kubických yardů - kejdy popela.