核电站使用的核原料主要是铀-235和钚-238。这些核原料通常从核燃料加工厂或购买自其他国家获得。铀-235通常从地下铀矿提取，也可以从退役的核弹中提取。钚-238是在核反应堆中用来制造新的核材料的，可以从矿物和废料中提取。一般来说，核电站都会拥有自身的收储库，以便将核材料存储起来，以便满足其长期的能源需求。
核原料主要是从铀235和钚239提炼出来的。其中铀235是从天然铀里面提纯出的，通过气体扩散法或离心法，将天然铀中浓度仅0.7%的铀235提纯到3%左右就可以做核反应堆的发电用，进一步提纯到90%左右，就可以作为武器级核材料用于生产原子弹。
而另一种核材料是钚239，它通常是通过生产型反应堆（比如石墨反应堆和重水堆）生产出的。
氘主要存在于重水中，而重水可以用化学交换法、蒸馏法和电解法生产。
氚主要是通过反应堆照射或加速器生产。全文
