Der Bau eines Kernkraftwerks ist sehr teuer (Beispiel: Das neue Kernkraftwerk in Olkiluoto (Finnland) ist mit 3,2 Milliarden Euro Baukosten veranschlagt), ein großer Teil des Strompreises aus Kernkraft ergibt sich aus den Errichtungs- und Kapitalkosten; auch der Abriss verursacht nochmals Kosten von ca. 500 Millionen Euro. Da die Brennstoff- und Entsorgungskosten nur einen geringen Anteil an den Kosten ausmachen, ist die Kernenergie im Vergleich zu fossilen Energieträgern äußerst robust gegenüber Schwankungen des Uranpreises.

Beim Betrieb und der Beseitigung eines Kernkraftwerks entstehen radioaktive Abfälle, deren Menge (Masse, Volumen) im Vergleich zu den Abfällen fossiler Kraftwerke allerdings gering ist. Diese stellen jedoch durch ihre Strahlung ein Gefahrenpotential dar und müssen aufwendig konditioniert und entsorgt werden. Die Entsorgung der radioaktiven Abfälle durch Endlagerung in tiefen geologischen Formationen ist technisch weitgehend gelöst aber politisch umstritten.

Bei gravierenden Unfällen und terroristischen Anschlägen stellen Kernkraftwerke ein erhebliches Gefahrenpotential dar. Um diesem Gefahrenpotential zu begegnen, müssen Kernkraftwerke daher strikter Überwachung unterliegen, sie werden in allen Aspekten der Auslegung sicherheitsgerichtet konstruiert und auf dem Stand der Technik gehalten. Die Kernenergie ist aufgrund ihrer Trägheit und den enormen Grundkosten primär zur Grundlastdeckung und bedingt für Mittellast geeignet. Deshalb müssen Schwankungen im Strombedarf (Mittel- und Spitzenlast) von anderen Kraftwerkstypen zu höheren Kosten übernommen werden. Die Nutzung der Kernspaltung zur Stromerzeugung in einem Kernkraftwerk erfolgt wie bei allen thermischen Kraftwerken (alle fossilen sowie solarthermische) mit einem niedrigen Wirkungsgrad von ca. 35 Prozent, der Rest ist ungenutzte Abwärme, welche durch Flusswasser oder über Kühltürme abgeführt wird. Die dabei eintretende Erwärmung der Flüsse birgt eine Gefährdung für das darin enthaltene Leben, ist aber in der Regel (in Deutschland generell) durch Vorschriften auf ein ungefährliches Maß begrenzt.

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