Wie viel nutzbare Energie wird durch 1g Uran frei?
 etwa 0,95 MWd (Megawatt-Tage) = 22,8 MWh thermische Energie
Uran
Uran

=== Zivile Nutzungen ===
Das Uranisotop 235U wird in Kernkraftwerken zur Energiegewinnung genutzt. Das Isotop 238U kann in Brutreaktoren eingesetzt werden, um Plutonium herzustellen. Das Isotop 235U kommt in nur geringer Konzentration (etwa 0,72 %) im natürlichen Uran vor und wird durch Anreicherung konzentriert. Die zurückbleibende Fraktion wird abgereichertes Uran genannt (Abreicherung).
Bei der Spaltung eines 235U-Atomkerns werden durchschnittlich 210 MeV Energie freigesetzt. Davon sind etwa 190 MeV in einem Reaktor thermisch verwertbar. Die Spaltung von 1 g 235U liefert daher etwa 0,95 MWd (Megawatt-Tage) = 22,8 MWh thermische Energie.
Das entspricht einem theoretisch nutzbaren Energiegehalt von 78 Terajoule bzw. 2,7 Mio. SKE pro kg 235U. Die aus 1 kg Natur-Uran tatsächlich erzeugte Strom-Menge hängt vom eingesetzten Reaktortyp und dem Brennstoffkreislauf ab und liegt etwa bei 36–56 MWh für den Fall der direkten Endlagerung der abgebrannten Brennelemente, also ohne Wiederaufarbeitung und ohne Brüten.  (Nicht berücksichtigt ist der Energieaufwand für Bergbau, evtl. Anreicherung, Transport und Endlagerung.)
Aufgrund seiner hohen Absorptionswirkung für ionisierende Strahlung wird abgereichertes Uran (''depleted uranium'', DU) im Strahlenschutz als Abschirmmaterial eingesetzt. DU wird aufgrund seiner hohen Dichte für Trimmgewichte in Flugzeugen und Kielgewichte für Hochleistungssegelboote verwendet. Nach der Diskussion, die durch den Absturz einer Frachtmaschine in Amsterdam ausgelöst worden war, wird es in Flugzeugen durch Wolfram ersetzt.
Vor allem in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts erfreute sich Uran auch als Bestandteil von Vaselineglas sowie Uranglasuren für Keramik einer großen Beliebtheit in den USA.
Primärenergie
Als Primärenergie bezeichnet man in der Energiewirtschaft die Energie, die mit den ursprünglich vorkommenden Energieformen oder Energiequellen zur Verfügung steht, etwa als Brennstoff (z. B. Kohle oder Erdgas), aber auch Energieträger wie Sonne, Wind oder Kernbrennstoffe. Primärenergie kann durch einen mit Verlusten behafteten Umwandlungsprozess in Sekundärenergie umgewandelt werden. Primär- oder Sekundärenergie wird nach Übertragungsverlusten zu vom Verbraucher nutzbarer Endenergie. Die tatsächlich nutzbare Energie, also die Endenergie abzüglich der Verluste, die bei der Nutzung durch den Verbraucher entstehen, ist dann die Nutzenergie.
Die Umwandlungen und damit einhergehenden Verluste sind in vielen Fällen nötig, da Primärenergieträger oft nicht direkt vom Verbraucher benutzt werden können. Ein Beispiel dafür wäre Uran, das in Kernkraftwerken genutzt wird. Manchmal ist eine Umwandlung auch sinnvoll, um z. B. den Energiegehalt des Energieträgers zu erhöhen, wie etwa bei der Trocknung oder Pyrolyse von Holz. Kernenergie Kernreaktor
Primärenergie
Als Primärenergie bezeichnet man in der Energiewirtschaft die Energie, die mit den ursprünglich vorkommenden Energieformen oder Energiequellen zur Verfügung steht, etwa als Brennstoff (z. B. Kohle oder Erdgas), aber auch Energieträger wie Sonne, Wind oder Kernbrennstoffe. Primärenergie kann durch einen mit Verlusten behafteten Umwandlungsprozess in Sekundärenergie umgewandelt werden. Primär- oder Sekundärenergie wird nach Übertragungsverlusten zu vom Verbraucher nutzbarer Endenergie. Die tatsächlich nutzbare Energie, also die Endenergie abzüglich der Verluste, die bei der Nutzung durch den Verbraucher entstehen, ist dann die Nutzenergie.
Die Umwandlungen und damit einhergehenden Verluste sind in vielen Fällen nötig, da Primärenergieträger oft nicht direkt vom Verbraucher benutzt werden können. Ein Beispiel dafür wäre Uran, das in Kernkraftwerken genutzt wird. Manchmal ist eine Umwandlung auch sinnvoll, um z. B. den Energiegehalt des Energieträgers zu erhöhen, wie etwa bei der Trocknung oder Pyrolyse von Holz. Kernenergie

=== Kernspaltung ===
Bei der induzierten Kernspaltung zerfällt ein Atomkern eines Uran- oder Plutonium-Isotops, nachdem er ein Neutron absorbiert hat, in (meist) zwei leichtere Kerne (die ''Spaltfragmente''). Die frei werdende Energie stammt aus der Differenz an Bindungsenergie der Spaltfragmente gegenüber dem Ursprungskern und wird in Form von kinetischer Energie der Spaltfragmente und als Gammastrahlung freigesetzt. Einschließlich der Energie, die beim nachträglichen radioaktiven Zerfall der Spaltfragmente noch frei wird, ergeben sich pro Spaltung etwa 200 MeV, also knapp 1 MeV pro Nukleon. Außer den Spaltprodukten werden bei der Spaltung auch 2–3 prompte Neutronen freigesetzt. Diese können weitere Kernspaltungen bewirken und führen so zu einer Kettenreaktion. Die nach der Spaltung aus den Spaltfragmenten noch abgegebenen verzögerten Neutronen ermöglichen es, die Kettenreaktion in einem Kernreaktor technisch zu steuern (siehe Kritikalität).
Der Energieausbeute von rund 200 MeV pro Spaltung entspricht eine thermische Energie von etwa 0,96 MWd (Megawatt-Tagen) pro Gramm Uran-235 oder Plutonium-239. Die gleiche thermische Energie kann durch Verbrennen von 2,8 t Steinkohle, 10 t Braunkohle oder 1,9 t leichtem Heizöl gewonnen werden. Kernreaktor

=== Energiefreisetzung bei der Kernspaltung ===
Die neu entstandenen Kerne mittlerer Masse, die so genannten Spaltprodukte, haben eine größere Bindungsenergie pro Nukleon als der ursprüngliche schwere Kern. Die Differenz der Bindungsenergien tritt größtenteils als kinetische Energie der Spaltfragmente auf (Berechnung). Diese geben die Energie durch Stöße an das umgebende Material als Wärme ab. Die Wärme wird durch ein Kühlmittel abgeführt und kann beispielsweise zur Stromerzeugung, Heizung oder als Prozesswärme etwa zur Meerwasserentsalzung genutzt werden.
Etwa 6 % der gesamten in einem Kernreaktor frei werdenden Energie wird in Form von Elektron-Antineutrinos frei, die praktisch ungehindert aus der Spaltzone des Reaktors entweichen und das gesamte Material der Umgebung durchdringen. Diese Teilchen üben keine merklichen Wirkungen aus, da sie mit Materie kaum reagieren. Ihre Energie kann daher auch nicht technisch genutzt werden. Die verbleibende, nutzbare Energie aus der Spaltung von 1 Gramm U-235 beträgt etwa 0,91 MWd (Megawatt-Tage) oder 21500 Kilowattstunden. Dies entspricht etwa 9,5 Tonnen Braunkohle oder 1,8 Tonnen Heizöl.
Zusammengenommen erzeugen die rund 440 Kernreaktoren der derzeit 210 Kernkraftwerke, die es weltweit in 30 Ländern gibt, eine elektrische Leistung von etwa 370 Gigawatt. Dies ist ein Anteil von 15 % der gesamten elektrischen Energie weltweit (Stand: 2009).