重水炉
濃縮していない天然ウランが利用できる 濃縮されていない天然ウランは価格が安く、ウラン資源が豊かな国では大きな利点となる。ただし、実際の商業運転では効率を上げるため濃縮ウランが用いられる。天然ウランの主成分であるウラン238は中性子捕獲によりプルトニウム239となるが、これは発電に寄与する一方、使用済み核燃料中の超ウラン元素を増やしてしまう。
ウラン燃料炉の場合は、核兵器の製造に適する(核拡散防止に不利) 軽水炉よりプルトニウム、トリウムの生産効率が高く、濃縮工場無しで兵器転用が可能で、核拡散リスクが高い。実際、インドはCIRUS(CANDU炉)で生成したプルトニウムから原子爆弾を製造し、核武装が懸念されているイランも、核開発を重水炉により進めている。
重水が大量に必要 発電炉ではトン単位で使用しなければならない重水は、天然水中に微量(0.015574%)しか存在せず、高価である。1968年の記録にはポンド当り28.5USドル(2,250円/100g)とあり、2004年現在、試薬用の純度99%の重水は15,000円 / 100gである。
重水の純度維持が必要 減速材である重水の濃度は効率に直結し、濃度管理が必要となる。原子炉級重水は濃度99.75wt%以上が要求されるが、運転中に中性子を吸収して放射性のトリチウムが生成したり、冷却材が軽水の場合はこれが混入するなどして濃度が低下(劣化重水)するので、再濃縮プラントを併設する必要がある。
トリチウムの発生 重水の放射化により生じるトリチウム水は、核融合炉が実用化されれば燃料として利用できるが、現状では夜光塗料、ラベリングなど用途が限られ、液体廃棄物とする場合はコスト要因となる。