Le centrali nucleari ea combustibili fossili differiscono principalmente per la provenienza della loro energia; un reattore nucleare produce calore da metalli radioattivi e un impianto di combustibili fossili brucia carbone, petrolio o gas naturale. Oltre alle differenze tecniche tra i due approcci, influiscono in modo diverso sull'ambiente: gli impianti a combustibili fossili sono noto per le emissioni di gas serra, mentre i reattori nucleari sono noti per i rifiuti radioattivi, che possono rimanere pericolosi per migliaia di persone di anni.
Idrocarburi vs. Radioattività
Una centrale elettrica a combustibili fossili si basa sull'antica tecnologia del fuoco per produrre calore; tali impianti bruciano combustibili idrocarburici come metano o carbone polverizzato. Il processo di combustione libera energia dai legami chimici nel combustibile. Al contrario, i reattori nucleari sfruttano il calore della radioattività. Gli atomi pesanti e instabili di uranio-235 e plutonio-239, entrambi combustibili nucleari comuni, decadono in elementi più leggeri generando calore abbondante.
Densità energetica del carburante Fuel
Poiché le reazioni nucleari sono molto più energetiche di quelle chimiche, una libbra di combustibile nucleare trasporta circa 1 milione di volte l'energia di una libbra di combustibile fossile. Secondo l'Università della Florida, una centrale elettrica a carbone da 1 gigawatt richiede 9.000 tonnellate di carburante al giorno; una centrale nucleare equivalente consuma circa 3 chilogrammi (6,6 libbre) di uranio nello stesso lasso di tempo.
Ripartizione delle emissioni
Le reazioni di combustione che alimentano un impianto a combustibili fossili consumano carburante e ossigeno e producono vapore acqueo, anidride carbonica ed energia. La combustione di carbone, gas naturale e petrolio produce sempre CO2, un gas ritenuto fortemente legato al riscaldamento globale. Poiché carbone e petrolio hanno impurità non combustibili, queste fonti producono anche ossidi di azoto, anidride solforosa e altri inquinanti. Una centrale nucleare non utilizza reazioni chimiche per produrre energia; durante il normale funzionamento non ha emissioni gassose.
Pericoli ambientali
Esistono pericoli sia con i combustibili fossili che con le centrali nucleari, sebbene molti dei pericoli siano diversi. La progettazione del reattore della maggior parte degli impianti nucleari in funzione richiede il flusso costante di acqua per evitare che il reattore si surriscaldi e possibilmente rilasci radioattività nell'ambiente; il disastro di Fukushima nel 2011 è avvenuto quando le pompe dell'acqua si sono guastate. Le centrali elettriche a carbone generano grandi quantità di cenere, rifiuti solidi che contengono mercurio, arsenico e altri materiali pericolosi. Alcuni operatori dell'impianto contengono la cenere in stagni giganteschi, che potrebbero rompersi, contaminando l'area circostante. Un tale incidente è avvenuto in Tennessee nel 2008, rilasciando 1,3 milioni di metri cubi – 1,7 milioni di iarde cubi – di liquami di cenere.