控制大气中的碳排放将需要多种能源技术的结合——可能包括核反应堆，核反应堆不排放碳，但由于发生过几次重大事故而被视为有风险。这种风险可能会大大降低。
商业反应堆几十年来一直使用相同的燃料：二氧化铀小球堆叠在由锆合金制成的长圆柱形棒中。锆允许小球裂变产生的 нейтроны легко 在浸没在反应堆堆芯水中的许多棒之间通过，从而支持自持的、产生热量的核反应。
问题是，如果锆过热，它会与水反应产生氢气，氢气会爆炸。这种情况引发了世界上最严重的两起反应堆事故：1979年美国三哩岛潜在的爆炸和部分熔毁事故，以及2011年日本福岛第一核电站的爆炸和辐射泄漏事故。（1986年切尔诺贝利事故是由错误的反应堆设计和操作造成的。）
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西屋电气公司和法马通等制造商正在加速开发所谓的耐事故燃料，这种燃料不太可能过热——即使过热，也会产生极少甚至不产生氢气。在某些变体中，锆包壳被涂层以最大限度地减少反应。在另一些变体中，锆甚至二氧化铀都被不同的材料取代。新的配置可以稍作修改就滑入现有的反应堆中，因此可以在2020年代逐步投入使用。已经开始的彻底的堆内测试必须证明是成功的，监管机构也必须感到满意。额外的好处是，新燃料可以帮助工厂更有效地运行，使核电更具成本竞争力——这对于制造商和电力公司来说是一个重要的动力，因为天然气、太阳能和风能的成本更低。
尽管核电在美国停滞不前，并在德国和其他地方被逐步淘汰，但俄罗斯和中国正在积极建设。这些市场对于这些新型燃料的制造商来说可能利润丰厚。
俄罗斯也在部署其他安全措施；国营公司俄罗斯国家原子能公司最近在国内和国外安装的设备具有更新的“被动”安全系统，即使工厂断电且冷却剂无法主动循环，也能抑制过热。西屋电气和其他公司也将被动安全功能纳入了其更新的设计中。
制造商还在试验“第四代”模型，这些模型使用液态钠或熔盐代替水来传递裂变产生的热量，从而消除了产生危险氢气的可能性。据报道，中国计划今年将其示范氦冷反应堆连接到电网。
在美国，长期以来，缺乏永久性的深地质乏燃料储存库一直制约着该行业的扩张。政治情绪可能正在发生变化。今年春天，令人惊讶的是，十几位美国立法者提出了重启内华达州尤卡山核废料储存库许可的措施，该储存库自1987年以来一直被誉为该国主要的储存地点。与此同时，阿拉斯加州参议员丽莎·穆尔科斯基正在倡导在爱达荷国家实验室开发的非常小的模块化反应堆。（俄罗斯国家原子能公司也在制造小型反应堆。）一群西部州已与俄勒冈州的NuScale Power公司达成了关于购买十几座模块化反应堆的初步协议。改进的燃料和小堆的发展可能是核电复兴的重要组成部分。