Jadrová energia ponúka oproti iným metódam výroby elektriny množstvo výhod. Prevádzkovaná jadrová elektráreň môže vyrábať energiu bez škodlivého znečistenia ovzdušia výrobou fosílnych palív a ponúka väčšiu spoľahlivosť a kapacitu ako mnoho obnoviteľných technológií. Jadrová energia však prichádza s dvojicou environmentálnych nebezpečenstiev, ktoré doposiaľ obmedzili jej široké použitie, minimálne v Spojených štátoch.
Jadrový odpad
Odpad z jadrových elektrární možno rozdeliť do dvoch kategórií. Vysokoaktívny odpad je zvyškové palivo z reaktora po ukončení reakcie a je mimoriadne nebezpečné a môže ním zostať stovky alebo dokonca tisíce rokov. Medzi nízkoaktívny odpad patrí bezpečnostná výstroj a vedľajšie predmety, ktoré síce zachytili rádioaktívnu kontamináciu, ale dosť na to, aby zostali nebezpečné pre ľudský život. Oba druhy odpadu vyžadujú skladovanie, kým sa rádioaktívny materiál nerozpadne natoľko, aby sa stal neškodným, čo si vyžaduje bezpečné zadržovacie zariadenie, ktoré vydrží storočia.
Jadrové nehody
Okrem odpadu produkovaného reaktormi za normálnych podmienok je ďalším veľkým ekologickým nebezpečenstvom aj náhodné uvoľnenie žiarenia. Jedným z bežných zdrojov úniku radiácie je vodný systém, ktorý rastliny používajú na výrobu elektriny. Chybný ventil môže uvoľniť rádioaktívnu vodu alebo paru do životného prostredia a potenciálne tak kontaminovať okolie. V závažnejších prípadoch môžu nehody s palivom alebo riadiacimi tyčami poškodiť jadrá reaktora a potenciálne uvoľniť rádioaktívne materiály. Incident na ostrove Tri míle v roku 1979 vypustil do oblasti malé množstvo rádioaktívneho plynu obklopujúce závod, ale celková expozícia občanom bola nižšia, ako by dostávali od a rentgén hrude.
Katastrofické zlyhania
Samozrejme, hlavným záujmom jadrových reaktorov je možnosť katastrofického zlyhania. V roku 1986 začali operátori černobyľského jadrového reaktora pri Pripjati na Ukrajine bezpečnostnú skúšku za nebezpečných podmienok a procedúra prehriala reaktor a spôsobila obrovský výbuch pary a požiar, pri ktorom zahynulo veľa osôb reagujúcich na katastrofa. Katastrofa tiež vypustila značné množstvo radiácie do okolitého mesta a po viac ako dvoch desaťročiach zostáva neobývateľná. V roku 2011 cunami a zemetrasenie v Japonsku poškodili jadrovú elektráreň vo Fukušime a spôsobili čiastočné škody zrútenie, ktoré si vyžiadalo evakuáciu blízkeho okolia a uvoľnenie kontaminovanej vody do blízkeho okolia oceán.
Evolúcia dizajnu
Všetky tieto obavy zhoršuje skutočnosť, že väčšina jadrových elektrární, ktoré sú v súčasnosti v prevádzke, sú staré desaťročia a niektoré fungujú podstatne dlhšie, ako je predpokladaná životnosť. Dôvodom je zväčša opozícia verejnosti voči jadrovej energii, ktorá spoločnostiam sťažuje výstavbu nových elektrární. Táto odolnosť je bohužiaľ trochu kontraproduktívna, pretože moderné konštrukcie reaktorov majú lepšie bezpečnostné systémy a produkujú podstatne menej odpadu ako staršie reaktory. V skutočnosti môžu moderné tóriové reaktory skutočne využívať vyhorené palivo zo starších konštrukcií reaktorov a tento problematický toxický odpad spotrebovať na výrobu energie.