プルトニウム239
いかなる原子炉であっても、ウラン238が燃料に含まれていればプルトニウム239が核燃料中に蓄積していく。兵器級プルトニウム生産炉と異なるのは、発電用原子炉は高燃焼度で運用されるため、核燃料中に大量のプルトニウムが生成されることである。プルトニウム239は数年程度の燃料集合体の寿命に合わせて使用済み核燃料として炉心から取り除かれる。一般的な使用済み核燃料には、約0.8%のプルトニウム239が含まれる。
プルトニウム239はウラン235と同様に中性子を捕獲して核分裂を起こす。このため、運転中の原子炉では再処理を行わなくてもプルトニウム239が生成されつつ燃料として消費されていく。発電用原子炉では、プルトニウム239の核分裂によるエネルギーは全エネルギーの約1/3を占めている。使用済み核燃料に含まれるプルトニウム239は約0.8%に過ぎず、生成したプルトニウム239のかなりの量は核分裂により燃え去ってしまう。
新しい核燃料に少量のプルトニウム239を加えることもできる。これはMOX燃料(混合酸化物燃料)と呼ばれ、酸化ウラン(UO2)と酸化プルトニウム(PuO)を混合したものである。プルトニウム239の添加により、濃縮ウランの割合を減じたり、濃縮そのものを不要にすることができる。