דלק גרעיני הוא חומר בקיע, כלומר חומר שכאשר פוגעים בו נויטרונים, הוא יוצר חומר בלתי יציב, המתפרק לחומרים אחרים ומשחרר כמות רבה של אנרגיה בתהליך זה.

הדלק הגרעיני המשמש בכורי ביקוע גרעיניים, מסודר בדרך כלל בצורת מוטות דלק, בהם יש אורניום מועשר (לעומת אחוז אורניום 235 הנמצא בעפרות אורניום טבעי).

בדרך כלל, תהליך הפקתו של מוט דלק גרעיני, הוא תהליך ארוך, מסובך, מסוכן, ובעייתי.

ניתן במסווה של הכנת דלק גרעיני (אורניום מועשר לרמות של אחוזים בודדים), לייצר חומר גרעיני לפצצות (העשרת אורניום לרמות של עשרות אחוזים), כפי שהעולם חושד שנעשה באיראן.

לאחר השימוש בדלק גרעיני בכור ביקוע, המוטות נותרים רדיואקטיביים (פולטים קרינה מייננת) למשך תקופות ארוכות. נכון לתחילת המאה ה 21, קיימת בעיה בלתי פתירה: מה לעשות עם מוטות הדלק המשומשים?

הפתרון הזמני הקיים כיום הוא לאחסן את המוטות למספר שנים בבריכות מים במתחם הכור הגרעיני, ולאחר מכן להעבירם לאיחסון למקומות שונים.