A világon jelenleg működő 435 reaktor üzemeltetése évente megközelítően 66 ezer tonna urán kitermelését teszi szükségessé. A gazdaságosan kitermelhető uránkészlet körülbelül 5,5 millió tonnára tehető, ami az atomenergia-termelés jelenlegi volumene mellett e század végéig elegendő. A piaci árak megduplázódása esetén a becsült és elméleti forrásokkal együtt a gazdaságosan kinyerhető készletek mennyisége megtízszereződhet. Az atomerőművek egyik lehetséges további fűtőanyagaként emlegetik még a tóriumot. Az Egyesült Államokban, Kanadában és Németországban már épült olyan kísérleti reaktor, amely igazolta a tórium alkalmazhatóságát. A tórium egyébként nem hasadóanyag, először neutronbesugárzással át kell alakítani, majd ezt követően hasznosítható a speciális „tenyészreaktorban” energiatermelésre.
Az atom energiájának másik lehetséges hasznosítási módja a magfúzió. Valahogy úgy, ahogy a Nap belsejében történik – ott hidrogénatommagok héliummá egyesülnek. Ez a reakció a Napban nagyon lassan termel energiát, ezért a Földön egy hasonló, de gyorsabb folyamatot vettek célba, amelyben deutérium- és tríciumatommagok egyesülnek héliummá. Ez azonban tízszer magasabb hőmérsékletet – mintegy 100 millió Celsius-fokot – igényel, mint amilyen hőmérséklet a Nap magjában uralkodik. Azaz plazmaállapotot (ionizált gázt) kell létrehozni, amihez két alapvető feladatot kell megoldani. Az egyik a plazma egyben tartása, a másik, hogy a hidrogénatomokat egyáltalán rábírják az egyesülésre. Az eddigi kísérleti eszközökkel az volt a gond, hogy a plazmaállapot fenntartása jóval több energiát igényelt,mint amennyit a néhány másodperces fúzió alatt kinyertek.
A világ legnagyobb magfúziós kísérleti berendezése, a Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktor (ITER) a dél-franciaországi Cadarache-ban épül. A 2006-ban még ötmilliárd euróra becsült ITER költségvetése ma 15 milliárd eurónál tart. Az első plazmaműveletet 2021-re várják. Ez a berendezés még nem termel majd villamos energiát, csak 500 megawatt hőteljesítmény előállítását demonstrálja. Az Európai Unió célkitűzése, hogy 2050-re megépüljön az első, villamos energiát adó fúziós erőmű. Az óvatosabbak szerint a magfúzió a század második felében kaphat szerepet – ha egyáltalán megvalósítható lesz. A fúziós erőmű mellett az szól, hogy sokkal kevesebb radioaktív hulladékot termel, mint egy maghasadáson alapuló atomerőmű – valamennyit termel, mert a fúziós berendezés falát a keletkező neutronok radioaktívvá teszik –, illetve az is, hogy a fúziós reaktor üzemanyaga, alapüzemanyaga, a hidrogén és egyik nehézizotópja, a deutérium könnyen hozzáférhető.
Így eljutottunk az atomerőművek működésével kapcsolatos egyik legfontosabb ellenérvhez – a radioaktív hulladékok kérdéséhez. Az atomerőművekben keletkező hulladékok közül felezési idejét tekintve rövid élettartamú hulladéknak számít a 30 napnál kevesebb idő alatt feleződő anyag, közepes élettartamú hulladéknak a 30 naptól 30 évig tartó időszak alatt feleződő anyag, és nagy élettartamúnak a 30 évnél magasabb felezési idővel bíró radioaktív anyag. (Felezési időnek azt az időtartamot nevezzük, ami alatt adott számú radioaktív atom fele elbomlik.) A kis és közepes aktivitású hulladékot földfelszíni, felszínközeli vagy felszín alatti tárolóban (néhányszor 10 méter mélységben) helyezik el, a nagy aktivitású és más hosszú élettartamú radioaktív hulladékot mélygeológiai tárolóban. Hazánkban a kis és közepes aktivitású atomerőművi hulladékokat a Bátaapáti mellett épült tárolóban helyezik el. A tároló a földfelszín alatt 250 méterrel helyezkedik el. A paksi atomerőmű nagy aktivitású radioaktív hulladékát egyelőre Pakson, a kiégett kazetták átmeneti tárolójában helyezik el. (A már kiégett fűtőelem energiaforrást is jelent, ugyanis a már kiégett fűtőelemekből elvileg kinyerhető a benne lévő urán – ez a kiégett üzemanyag több mint 90 százaléka –, melyet újrahasznosítani lehet, például gyorsreaktorokban.) Mélygeológiai tároló létrehozása kapcsán Boda térségében (Nyugat-Mecsek) folynak jelenleg előkészítő munkák, amelynek agyagos földje alkalmasnak tűnik egy ilyen típusú tároló megépítésére. A kiégett fűtőelemek eltemetése még akkor is problémás, ha a számítások azt mutatják, hogy 500-600 év alatt jelentősen csökken a hasadási termékek sugárzása.
Az atomerőmű leszerelésekor is jelentős mennyiségű radioaktív hulladék keletkezik. Ennek nagyságrendje összevethető az atomerőmű egész üzemi élettartama alatt keletkező hulladékkal. Az atomerőművek leszerelésére három fő megoldás képzelhető el: az első azonnali teljes leszerelés, a második a kétlépcsős leszerelés, amikor a nem sugárzó részeket azonnal, a többit 50-100 év múlva bontják el, végül a harmadik, amikor úgynevezett védett megőrzés után 50-100 évvel szerelik le az erőmű egészét. Eddig csak az azonnali leszerelést alkalmazták, hiszen a védett megőrzés időszaka még egyik erőműnél sem telt le.
Ma körülbelül 440 reaktor működik a világon, és bár az utóbbi évek történései megosztották a közvéleményt (és több országban az atomenergia fokozatos leépítése mellett döntöttek), a technológia fejlesztése folyamatos. Jelenleg Kína a legnagyobb atomerőmű-építtető, a világszerte épülő 71 reaktor közül 29 az ázsiai országban található. Kína mellett Oroszország és India a fejlődés motorja, de az Amerikai Egyesült Államok is folytatja atomenergia-fejlesztési programját.
Zavaros helyzetek
1957 októberében Nagy-Britanniában, a Windscale plutóniumtermelő reaktorban tűz ütött ki, és radioaktív anyagok jutottak a levegőbe. A balesetet akkor eltussolták, de később kiderült, hogy 13 ember meghalt, további 260 sugárfertőzést kapott.
1969 januárjában a svájci Lucens közelében meghibásodott egy kísérleti föld alatti reaktor hűtőrendszere, a fűtőelem-olvadás miatt radioaktív anyag került a légtérbe. 1979. március 28-án az amerikai Three Mile Island atomerőműben konstrukciós és emberi hibák következtében súlyosan megsérült az egyik blokk aktív zónája, a reaktor fele megolvadt. A környezetbe nem került ki radioaktív szennyeződés, és senki nem halt meg. 1986. április 26.: a csernobili atomerőműben megsérült a négyes számú reaktor, tűz keletkezett, és jelentős mennyiségű radioaktív szennyeződés került a levegőbe. A katasztrófa mintegy 3 millió embert érintett, 220 ezret kellett kitelepíteni, a sugárzás 47 halálos áldozatot követelt, a környéken 600 ezer embert ért erős sugárzás, közülük daganatos betegségben mintegy négyezren halhatnak meg. Az esemény 7-es fokozatú, legmagasabb besorolást kapott. Paks sem maradt ki. 2003 áprilisában német–francia tervezői hiba és a nem kellően alapos magyar ellenőrzés miatt a paksi atomerőműben a fűtőelemek tisztítótartályában megszűnt a hűtés, mintegy tíztonnányi üzemanyag szétesett. A súlyos üzemzavar nyomán radioaktív anyaggal telített gázok is a levegőbe, majd a szabadba kerültek.
A megsérült üzemanyagot és a tisztítótartályt csak évekkel később sikerült eltávolítani a medencéből. A roncsokat egyelőre bizonytalan ideig őrzik az atomerőműben, majd Oroszországba szállítják. A legutolsó csapás: 2011. március 11. Japánban a kilences erősségű földrengés és az azt követő szökőár nyomán súlyosan megrongálódott a Fukusima atomerőmű, amelynek reaktoraiban sorozatos balesetek történtek, s többször is jelentős mennyiségű radioaktív szennyeződés jutott a levegőbe és a tengerbe.
Enrico Fermi az első, készülő atommáglyával 1942-ben, Chicagóban
