プルトニウム239
運転中燃料交換が可能な炉型はロシアの黒鉛減速沸騰軽水圧力管型原子炉(RBMK)や重水炉などごく一部に限られるが、いずれも核拡散のリスクがある。実際にRBMKは冷戦中の旧ソ連で平和的核利用の名目で発電炉として多数建造されたが、設計上はプルトニウム生産炉として利用可能であった。一方、カナダのCANDU炉も運転中燃料交換が可能であるが、通常は生成したプルトニウムをそのまま炉心で燃焼させていた。すなわち、増殖炉でありながらアクチノイド焼却炉として運用されていた。アメリカのIFR(一体型高速炉)もプルトニウム242や長寿命アクチノイドなど高速炉以外では燃焼できない同位体を処理する焼却炉モードで運転することができる。IFR燃料では燃焼できる同位体が多く、燃料も多くできるのに対して、CANDU炉ではむしろ燃料の希薄化が必要になる。つまり、IFRでは使用済み核燃料を再処理する前に、より多くの燃料を燃やすことができる。プルトニウムのほとんどは研究用原子炉やプルトニウム生産炉など増殖炉で生産される。高速増殖炉では、燃焼させた分よりも多くのプルトニウムが生成されるため、原理的には極めて効率的に天然ウランを利用することができる。実際には、プルトニウム生産のみを行うような原子炉の建設や運転は十分に難しい。高速中性子を利用する方がプルトニウム生産には有利になることから、増殖炉は高速炉であることが多い。