核能具有很多優點：同可再生能源一樣零碳排;無需像天然氣那樣面對價格波動;相比煤炭行業的高事故率，核能的安全記錄要好得多。

基于這些原因，中國、印度和中東國家都對核電寄予厚望。但核電在美國的發展卻略顯黯淡。美國能源信息署(EIA)的預測顯示，到2040年，美國核能發電占比僅為3%——與飽受爭議的火電占比相當。

誠然，因其自身特性，核能的發展面臨多重挑戰，比如居高不下的成本、敏感的安全問題、核廢料管理以及核擴散風險。

核電站的建筑結構之復雜令人咋舌。相比其它主流發電站，修建核電站成本更高，建筑時間也更長。EIA估計，修建一座核電站的平均時間是6年——這是修建燃氣電站、燃煤電站、風電場、太陽能電站所需時間的2-3倍。

工期太長會導致很多問題，比如更為繁雜的財務條款、通貨膨脹導致成本增加、以及工程問題。核電站的基礎建設成本大約是5429美元/千瓦，相比之下，燃煤和燃氣電廠的成本都在它之下。

潛在解決方法有二，一是引入碳價機制，比如收取碳稅或進行碳交易。由于核電絲毫不排放任何溫室氣體，因此在碳價機制下，它將成為最具潛力的替代能源。其次是使用小型的模塊核反應堆，有效縮短工時、降低成本。小型反應堆的大小只有傳統反應堆的1/10至1/3不等，比如SMR，能夠使用工廠生產的模塊元件，并且這些元件易于運輸。

但美國核管理委員會(NRC)迄今未向SMR發放證書。并且有批評家認為，小型核反應堆近年來無法擴大規模，也無法降低大型核電廠的每千瓦建筑成本。

同時，美國一些州已經允許公共事業公司向顧客預先收取電站修建費用，這也是一種降低成本的方法。但批評家表示，這相當于將風險從公共事業公司轉嫁到消費者身上，絕非長久之計。

至于安全問題，福島核電事故再次強化了公眾對核電站的負面印象：災難發生后，電廠周圍變成充滿輻射的“地獄”，政府和企業必須花費大量資金清理事故現場和凈化周邊環境。

盡管其它行業同樣有可能發生大型災難性事故——比如原油泄漏、化學物品爆炸等，其影響也會延續若干年，但由于核反應堆使用放射性物質，其潛在核事故危險更為巨大，因此在公眾認知中屬于重大風險。

在福島核事故中，核反應堆由于缺乏后備電源導致溫度過高，最終發生爆炸和放射物質泄露。核電站可以依靠提高防汛保護等級、增加后備電源的安全性和多樣性等有效規避風險。

新型核反應堆擁有依靠地心引力運行的冷卻系統，理論上說完全可以避免福島核事故重演。另外，更好的核廢料儲存設施也能有效防止核事故發生。

一些專家認為，釷是更為安全的核燃料。相比鈾，釷儲量更多，并且它不是可裂變物質，這意味著核反應能夠自行停止，從而有效避免災難發生。但批評家詬病這類反應堆的投產時間過長，可能需要花費數十年時間去設計、測試和修建一系列釷燃料核反應堆及其配套基礎設施。

核廢料也是一個棘手的問題。1982年，美國國會決定將核廢料儲存在地下。整個行業正在等待相關政策法規出臺，以便執行這項決定。聯邦政府為了修建地下儲存設施目前已經花費了數十億美元。

現在，核廢料通常被貯存在核電站附近的臨時設施中，例如特制的桶或者水池。事實上，處理核廢料并不會帶來太大的經濟負擔。

由于奧巴馬政府拒絕了在內華達州尤卡山建立地下核廢料儲存設施的提議，有人建議在地下核廢料設施正式運行之前(預計在本世紀中葉)，建立一個臨時的露天核廢料儲存場。

臨時儲存既不需要巨額投資，又能夠將核廢料移出核電站，非常具有吸引力。但行業專家擔心臨時儲藏會由于政治決策的滯后性而成為永久儲藏。而核廢料因數量巨大，也確實需要某種形式的永久儲存。

包括日本在內的一些國家將核廢料循環處理，這種處理方式代價高昂。此外，核廢料若不能妥善處理將導致核擴散，因為核廢料中含有分離钚。

除此之外，核電站的使用也增加了人們對于核武器擴散的恐懼，這種恐懼一直在限制全球核電擴張。理論上來說，任何能夠將鈾濃縮之后用于制造民用核電站的國家，都具備進一步使用濃縮鈾制造核武器的能力。

美國目前的核燃料再處理還沒有達到商用級別，這有效限制了核擴散的風險。此外限制擁有濃縮鈾能力的國家進行核武器級別的鈾濃縮，亦能有效控制核擴散。

總體而言，核電能否被廣泛使用并不僅僅取決于技術的發展情況，也取決于是否有合適的時機和政策能夠托它一把。