Nuklearna energija nudi brojne prednosti u odnosu na druge metode proizvodnje električne energije. Nuklearna elektrana koja posluje može proizvoditi energiju bez štetnog onečišćenja zraka prilikom proizvodnje fosilnih goriva i nudi veću pouzdanost i kapacitet od mnogih obnovljivih tehnologija. No nuklearna energija dolazi s nekoliko opasnosti po okoliš koje su do sada ograničavale njezinu široku upotrebu, barem u Sjedinjenim Državama.
Nuklearni otpad
Otpad iz nuklearnih elektrana spada u dvije kategorije. Otpad visoke razine je zaostalo gorivo iz reaktora nakon završetka reakcije, a izuzetno je opasno i može ostati stotinama ili čak tisućama godina. Otpad niske razine uključuje zaštitnu opremu i slučajne predmete koji su pokupili radioaktivno onečišćenje, ali dovoljno da ostanu opasni za ljudski život. Obje vrste otpada zahtijevaju skladištenje sve dok se radioaktivni materijal ne raspadne dovoljno da postane neškodljiv, što će zahtijevati sigurne sadržaje koji će trajati stoljećima.
Nuklearne nesreće
Pored otpada koji u normalnim uvjetima nastaju u reaktorima, druga velika ekološka opasnost je slučajno ispuštanje zračenja. Jedan od uobičajenih izvora curenja zračenja je vodni sustav koji biljke koriste za proizvodnju električne energije. Neispravan ventil može ispuštati radioaktivnu vodu ili paru u okoliš, potencijalno kontaminirajući okolno područje. U težim slučajevima, nesreće s gorivom ili upravljačkim šipkama mogu oštetiti jezgre reaktora, potencijalno oslobađajući radioaktivne materijale. Incident na otoku Three Mile 1979. godine ispustio je malu količinu radioaktivnog plina na to područje okružuje biljku, ali ukupna izloženost građanima bila je manja nego što bi je dobili od rendgen prsnog koša.
Katastrofalni neuspjesi
Naravno, glavna zabrinutost nuklearnih reaktora je mogućnost katastrofalnog neuspjeha. 1986. godine operateri nuklearnog reaktora u Černobilu u blizini Pripjata u Ukrajini pokrenuli su sigurnosno ispitivanje u opasnim uvjetima, a Postupak je pregrijao reaktor i izazvao ogromnu eksploziju pare i požar, usmrtivši mnoge ljude koji su prvi reagirali i poslali se da se bave katastrofa. Katastrofa je također oslobodila značajnu količinu radijacije u okolni grad, a i dalje je nenaseljiva više od dva desetljeća kasnije. 2011. godine tsunami i potres u Japanu oštetili su nuklearnu elektranu Fukushima, uzrokujući djelomični otapanje koje je zahtijevalo evakuaciju obližnjeg područja i ispuštanje kontaminirane vode u obližnje ocean.
Evolucija dizajna
Sve ove zabrinutosti pogoršava činjenica da je većina nuklearnih elektrana koje danas rade stara desetljećima, a neka rade i duže od očekivanog vijeka trajanja. Razlog tome je uglavnom javno protivljenje nuklearnoj energiji, što tvrtkama otežava izgradnju novih postrojenja. Nažalost, ovaj otpor donekle je kontraproduktivan jer moderni projekti reaktora imaju bolje sigurnosne sustave i proizvode znatno manje otpada od starijih reaktora. U stvari, moderni reaktori torija zapravo mogu koristiti istrošeno gorivo iz starijih izvedbi reaktora, trošeći ovaj problematični toksični otpad za proizvodnju energije.