Debido a que no requieren de enriquecimiento de uranio, los reactores de agua pesada son motivo de preocupación en lo que respecta a la proliferación nuclear, ya que producción y extracción del plutonio (que aparece como subproducto del proceso) pueden ser una vía relativamente rápida y barata de construir un arma nuclear, pues la separación química del plutonio del combustible es más fácil que la separación isotópica del U-235 del uranio natural.