Det innehåller något ämne, till exempel uranisotopen U-235, som kan klyvas av neutroner, varvid nya neutroner bildas och energi utvecklas. I vanliga tryckvatten- och kokvattenreaktorer består kärnbränslet till 2–4 procent av U-235 och till 96–98 procent av den vanliga isotopen U-238. Även den genom konversion av U-238 framställda plutoniumisotopen Pu-239