核裂变以U235为例，每个U235原子核裂变释放约207MeV能量，其中百分之80约164MeV集中在两个裂变碎片原子核的动能当中，同时8MeV的β射线，7MeV的γ射线，12MeV的中微子，5MeV的中子。除中微子不受阻拦逸出反应堆外，其他都最终以反应堆物质的热能存在。过剩中子与反应堆内其他物质的n，γ反应产生的能量，一定程度上补充了中微子的损失，要提高核电机组的效率，唯一办法是提高热机的工作效率，同时需要改变反应堆设计，提高更高的工艺热温度，使用更好的热力学循环。
比如更高参数的兰金循环如基于超临界水堆、高温气冷堆等其他高温反应堆的超临界蒸汽发电，基于高温气冷堆或其他高温堆的氦气布雷顿循环、超临界二氧化碳布雷顿循环、以及衍生的联合循环。或者使用增殖堆和闭式燃料循环，提高可转换核材料的利用率，利用贫铀、钍在内的资源，提高核燃料资源的利用率。
