Ydinvoimalaitoksen käyttöön uraani puristetaan keraamisiksi polttoaine-
pelleteiksi, jotka ovat polttoainesauvojen sisällä. Olkiluoto 4 käyttäisi noin
20-32 tonnia uraania vuosittain. Viisi pellettiä riittäisi sähkölämmitteisen
omakotitalon vuotuiseen tarpeeseen.
Uraani on maailman yleisimpiä alkuaineita. Maapallon uraanivarat ovat peräisin aurinkokunnan syntyajoilta. Maapallolla arvioidaan kokonaisuudessaan olevan noin 63 biljoonaa tonnia uraania. Siitä on suurin osa kertynyt maan kuoreen.
Uraani on yleinen alkuaine.
Maailman raakauraanin tarve on vuosittain noin 70 000 tonnia luonnonuraania. Uraanin riittävyys ei aseta estettä ydinvoiman tuotannolle seuraavien 70-100 vuoden kuluessa.. Tunnetut ja todennäköiset uraanivarat, joiden tuotannon kustannus on alle 130 dollaria kiloa kohden, olivat vuonna 2005 noin 5 miljoonaa tonnia ja todennäköisesti löydettävät lisävarat noin 10 miljoonaa tonnia.
Uraanin vuosittaisen tarpeen ennakoidaan kasvavan vuoteen 2020 mennessä 100 000 tonniin. Mikäli uraanille ei löydetä korvaavia polttoaineita, polttoaineena voidaan hyödyntää nykyisten uraanivarojen kustannukseen verrattuna kaksi kertaa kalliimpaa raakauraania. Tällöin uraanivarat noin kymmenkertaistuvat. Tällä ei ole ydinvoiman kannattavuuteen juurikaan merkitystä, sillä se nostaisi ydinvoiman tuotantokustannusta noin kaksi euroa megawattituntia kohden.
Suunnitteilla oleva, sähköntuotantoteholtaan 1 000-1 800 MW suuruinen OL4-laitosyksikkö tarvitsee arvioiden mukaan vuosittain noin 20-32 tonnia uraania. Raakauraanina se on noin 120-220 tonnia.
TVO auditoi uraanituottajansa ja varmistaa ympäristö- ja yhteiskuntavastuuasioiden hyvän hoidon. Kuvan kanadalainen kaivos auditoitiin vuonna 2008.
Suurimmat tunnetut uraanivarat ovat Australiassa, Pohjois-Amerikassa, Kazakstanissa, Venäjällä, Etelä-Afrikassa, Nigerissä ja Namibiassa. TVO hankkii uraanin pitkäaikaisin sopimuksin pääasiassa Australiasta ja Kanadasta.
TVO kiinnittää uraanitoimittajien valinnassa huomiota toimitusvarmuuden ohella laatu-, ympäristö- ja yhteiskuntavastuuasioiden hallintaan ja valvoo uraanin tuotanto- ja jalostusketjun ohella koko polttoaineen hankintaketjun toimittajiensa toimintaa.
Uraanipolttoaineen toimitusketjussa toimijoilla on yleisesti käytössä ISO 14 001 -standardin mukainen ympäristöjärjestelmä sekä ISO 9 001 -standardin mukainen laadunhallintajärjestelmä. Myös OHSAS 18 001 -standardin mukainen työterveys- ja työturvallisuusasioiden hallintajärjestelmä on yleistymässä.
Uraanin säteily ennen ydinreaktiota on vähäistä. Uraania voidaankin kuljettaa valvottuina kuljetuksina tavanomaisella kuljetuskalustolla. Kuljetettavat määrät ovat energiamäärään suhteutettuna pieniä ja kuljetusten osuus polttoainekustannuksista on vähäinen. Polttoaine varastoidaan voimalaitoksella laitosyksikön kuivavarastossa.
Ydinpolttoaineen valmistuksen kustannukset ovat pysyneet melko vakaina uraanin hinnanvaihteluista huolimatta. Uuden voimalaitoksen vuotuisen vaihtolatauksen polttoainekustannukset ovat noin 3-5 euroa tuotettua sähkömegawattituntia kohden. TVO on minimoinut raakauraanin hinnanvaihtelujen seuraukset hankkimalla uraanin pitkäaikaisilla sopimuksilla ja varastoimalla uraania. Hintojen ollessa alhaalla varastoja on kasvatettu usean vuoden tarvetta varten.