Tuuma- ja fossiilkütusel töötavad elektrijaamad erinevad peamiselt selle poolest, kust nende energia pärineb; tuumareaktor toodab radioaktiivsetest metallidest soojust ja fossiilkütuste tehas põletab kivisütt, naftat või maagaasi. Lisaks nende kahe lähenemisviisi tehnilistele erinevustele mõjutavad need keskkonda erinevalt: fossiilkütusel töötavad jaamad on on tuntud kasvuhoonegaaside heitkoguste poolest, samas kui tuumareaktorid on tuntud radioaktiivsete jäätmete poolest, mis võivad jääda ohtlikuks tuhandetele aastatest.
Süsivesinikud vs. Radioaktiivsus
Fossiilkütusel töötav elektrijaam kasutab soojuse tootmiseks iidset tuletehnoloogiat; sellistes tehastes põletatakse süsivesinikkütuseid nagu metaan või pulbriline süsi. Põlemisprotsess vabastab kütuse keemilistest sidemetest energia. Seevastu kasutavad tuumareaktorid radioaktiivsuse soojust. Uraan-235 ja plutoonium-239 rasked, ebastabiilsed aatomid, mõlemad tavalised tuumkütused, lagunevad kergemateks elementideks, tekitades samas ohtralt soojust.
Kütuseenergia tihedus
Kuna tuumareaktsioonid on palju energilisemad kui keemilised, kannab nael naftakütust umbes miljon korda rohkem energiat kui kilo fossiilset kütust. Florida ülikooli andmetel vajab 1 gigavattine kivisöel töötav elektrijaam päevas 9000 tonni kütust; samaväärne tuumajaam kulutab sama aja jooksul umbes 3 kilogrammi (6,6 naela) uraani.
Heitkoguste jaotus
Fossiilkütusel töötava elektrijaama põlemisreaktsioonid tarbivad kütust ja hapnikku ning toodavad veeauru, süsinikdioksiidi ja energiat. Söe, maagaasi ja nafta põlemisel saadakse alati süsinikdioksiidi, mis on arvatavalt tugevalt seotud globaalse soojenemisega. Kuna kivisöel ja naftal on mittesüttivad lisandid, toodavad need allikad ka dilämmastikoksiide, vääveldioksiidi ja muid saasteaineid. Tuumaelektrijaam ei kasuta energia tootmiseks keemilisi reaktsioone; tavapärase töötamise ajal pole sellel gaasilisi heitmeid.
Keskkonnaohud
Ohud on olemas nii fossiilkütuse kui ka tuumaelektrijaamade puhul, kuigi paljud ohud on erinevad. Enamiku töötavate tuumaelektrijaamade reaktori kavandamine eeldab pidevat veevoolu, et hoida reaktorit ülekuumenemast ja võimalusel radioaktiivsust keskkonda suunamast; Fukushima katastroof 2011. aastal juhtus veepumpade rikke korral. Söel töötavad elektrijaamad tekitavad suures koguses tuhka, tahkeid jäätmeid, mis sisaldavad elavhõbedat, arseeni ja muid ohtlikke materjale. Mõned tehaseoperaatorid sisaldavad tuhka hiiglaslikes tiikides, mis võivad rebeneda, saastades ümbruskonna. Selline õnnetus juhtus 2008. aastal Tennessee osariigis, eraldades tuhamuda 1,5 miljonit kuupmeetrit - 1,7 miljonit kuupmeetrit.