軽水炉
Puが7%以上含まれると過早爆発を起こしてしまうため、核兵器として使用するためにはPuが93%以上含まれるように同位体を分離し精製する必要があるが、これは技術面・コスト面とも極めて困難であり、核兵器の製造は実質的に不可能とされている(項目「原子爆弾」に詳しい)。原理的には広島原爆の兵器級U235を製造するのに既に用いられた電磁分離装置(カルトロン)を使ってPu239以外を減らすことは可能であろう。 一方、燃焼度を低く抑えると得られるプルトニウムのPuの割合は多くなるが、一般的な軽水炉では運転中には燃料集合体の取り出しができないため頻繁な運転停止が必要になり、結局、効率よく純度の高いPuを得ることが困難であることには変わりはない。だが経済性を無視して行うことは不可能ではない。
蒸気温度の制限から熱効率が低い ボイラーの熱効率は蒸気温度が高いほどよく、火力発電所では600°Cを超えて運転されている。一方、原子炉内の冷却水は最高でも300°C前後に留まる。これは、燃料被覆管には軽水の大きな中性子吸収量を補うために吸収断面積が小さいジルコニウム(ジルカロイ合金)が使用されるが、これが450°C以上の高圧下で、クリープ変形するためである。このため、熱効率も火力の43%に対し30%に留まり、建物・人員被曝や燃料消費量・放射性廃棄物排出量の割りに発電出力が低い原因になっている。