RTGと原子炉は、全く異なった原子核反応を利用している。原子炉は制御された核分裂のエネルギーを利用する。ウラン235やプルトニウム239の原子が分裂すると、中性子が放出され、それが引き金となり、中性子吸収剤で制御された速度の連鎖反応でさらなる核分裂を引き起こす。需要に応じて出力を変更でき、管理のために完全に停止できるというメリットがあるが、危険な高出力での暴走が起きないように保守が必要というデメリットがある。RTGでは連鎖反応は起こらず、同位体の量とその半減期のみに依存した、完全に予測可能で安定的に減少する速度で熱が生産される。事故的な暴走は原理的に起こりえない。一方、熱生産の量を需要に応じて変化させることができず、不必要な時にも停止できない。過剰需要時には、蓄電池等の補助的な電源供給が必要であり、打上げ前や初期飛行段階も含めて全ての段階で適正な冷却が必要である。プルトニウム238には核拡散のリスクはない。その高い出力から、RTG燃料には向いているが、核兵器には使えない。プルトニウム238は、「核分裂可能」ではあるが、「核分裂性」ではない。まれにアルファ崩壊の代わりに自発的に核分裂することはあり、また核分裂で出る高速中性子によって分裂を誘起されることはあり得るが、核兵器に必要な持続的な連鎖反応は起こらない。核分裂性のプルトニウム239よりも比較的高い頻度で自発的に分裂するため、プルトニウム238の混入は、核兵器を劣化させ、不完全核爆発の可能性を高める。
ほとんどのRTGは、半減期が87.7年の²³⁸Puを用いている。この同位体を用いるRTGは、1年ごとに出力が0.787%ずつ小さくなる。生産後23年経つと、出力が16.6%減少し、当初の83.4%になる。つまり、当初470Wの電池は、23年後には392Wになる。そのうえ、熱電対も劣化するため、2001年時点でボイジャー1号のRTGは315W、ボイジャー2号のRTGは319Wに出力が低下し、当初比で83.4%を下回る67%の出力となっている。ガリレオミッションでは、寿命が特に大きな問題となっている。当初は1986年に打ち上げが予定されていたが、チャレンジャー号爆発事故の影響で延期された。そのため、探査機は1989年の打上げまで4年間倉庫に保管されていたことからRTGが劣化し、ミッションの電力供給について計画を立て直さなければならなかった。
²⁴²Cmと²⁴⁴Cmはどちらも研究されているが、自発核分裂によりガンマ線や中性子線が発生し、厚い防護壁を必要とする。²⁴¹Amは、²³⁸Puよりも長い半減期を持つ将来的な候補である。²⁴¹Amの半減期は432年であり、数世紀に渡って電源を供給することができると考えられている。しかし、²⁴¹Amの出力密度は、²³⁸Puの4分の1に過ぎず、また崩壊過程の生成物が²³⁸Pu以上の透過性放射線を発生するため、18mmの鉛防護壁が必要である。そうではあっても、RTGの防護壁の必要厚さとしては、²³⁸Puに次いで2番目に薄い。現在は世界的に²³⁸Puが不足していることから、²⁴¹Amには大きな期待が寄せられている。
新潟県新潟市（現・同市中央区）八千代にあった新潟鉄道病院で生まれる。日立製作所に勤務していた父親（2017年夏に86歳で死去）の仕事の関係で5歳まで新潟市（現・西区）小針で過ごす。母親は同県西蒲原郡内野町（現・新潟市西区内野山手）にある本間医院の院長の娘。その後、6歳の時に家族（両親と妹）と共に埼玉県草加市にあった草加松原団地に転居。1965年、草加市立北谷小学校入学。同校4年生の時に少年野球チームに入った。1970年7月、草加市立花栗小学校に転校。同校在籍中に初代児童会長を務めた。1971年、草加市立栄中学校に入学し野球部に入る。監督は理科の先生で、甲子園出場経験があった。1974年、埼玉県立春日部高等学校に入学。同年、秋季埼玉県高校野球大会ベスト8。その際、埼玉県立川越工業高等学校に4対1で勝利した記事が埼玉新聞に掲載された。1975年、秋季埼玉県高校野球大会優勝、秋季関東地区高等学校野球大会では神奈川県の保土ケ谷球場で栃木県立小山高等学校に敗れ準決勝で敗退しベスト4。1976年、第48回選抜高等学校野球大会補欠校に選ばれるも出場できなかった。同年、春季埼玉県高校野球大会ベスト8。1977年、慶應義塾大学法学部政治学科へ進学。当初、国公立大学を受験して教員を目指す予定だった。なお、慶大進学の経緯については、高校3年当時の担任の先生が慶応出身で、進路相談の際にその担任に同大学の魅力についてたくさん聞かされたからという説と、関東大会に進んだ際、青島のプレーぶりを見た慶応野球部OBの方から、慶応に行かないかと誘われたからという説がある。さらに早稲田大学硬式野球部のトライアウト試験にも参加した。東京六大学リーグでは優勝に届かなかったが、主に三塁手としてチームの中軸を打ち、1979年秋季リーグ戦ではシーズン6本塁打（当時1位タイ）、22打点（現在もリーグ記録）を挙げて脚光を浴びる。リーグ通算74試合に出場し260打数79安打、10本塁打、52打点、打率.304。大学同期には玉川寿（日本石油）、千賀儀雄（東邦ガス）らがいた。大学卒業後は、社会人野球の東芝に進む。1981年から4年連続で都市対抗野球に出場。1981年の大会ではルーキーながら七番打者として活躍、決勝に進むが電電東京に惜敗。1982年の第27回アマチュア野球世界選手権日本代表に選出され、銀メダルを獲得。1983年の都市対抗では四番打者を任され、エース黒紙義弘、池田親興らの好投もあって、決勝で新日鐵名古屋を破り優勝を飾った。同年の日本選手権は決勝で住友金属に敗れ準優勝にとどまるも、大会優秀選手（三塁手部門）の一人に選ばれた。1984年のロサンゼルスオリンピックで日本代表メンバーに選ばれ地区予選には出場したが、松永怜一日本代表監督の方針で本選には出場できなかった。同年オフに、ドラフト外でヤクルトスワローズに入団。その結果、新潟県出身の東京六大学野球経験者で初めてプロ入りを果たした。翌1985年に茨城県つくば市で開催を控えていた国際科学技術博覧会の東芝館パビリオン担当を断ってまでの入団だった。