Das Uranhexafluorid (UF6), das den Anreicherungsprozess durchlaufen hat, wird in Urandioxid (UO2) umgewandelt, das Ausgangsmaterial für Brennstoffpellets. Diese Keramiktabletten werden in Hüllrohre aus Zircaloy eingefüllt und gasdicht verschweisst. 205 solcher Brennstäbe werden zu einem Brennelement zusammengefasst. Die Anreicherung der KKG-Brennelemente beträgt 4,5  bis etwa 5 Prozent Uran-235. Mit Brennelementen dieser Art werden mittlere Abbrände von 55 bis 65 Megawatttagen pro Kilogramm erzielt.
 

Uran kann als Energieträger durch Plutonium ersetzt werden. Mischoxid-(Mox-)Brenn­elemente bestehen aus einem Gemisch von Urandioxid (UO2) und Plutoniumdioxid (PuO2). Das Uran- Trägermaterial ist abgereichert, d.h., es enthält praktisch kein spaltbares Uran-235 mehr. Das beigemischte Plutonium stammt aus der Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente und ist selbst ein Gemisch aus mehreren Plutoniumisotopen. Diese Mox-Brennelemente sind äusserlich von einem Uranbrennelement nicht zu unterscheiden.
 

Plutonium wird in jedem Leichtwasserreaktor durch Umwandlung von Uran-238 erbrütet; in einem herkömmlichen Uran-Brennelement trägt Plutonium dadurch etwa 40 Prozent zur Leistung bei. In einem Reaktorkern mit einem Drittel Mox-Brennelemente trägt das Plutonium sogar etwa 60 Prozent zur Leistung des Reaktors bei. Aus der Wiederaufarbeitung von rund 400 Tonnen bestrahlten KKG-Brennelementen resultierten etwa 4 Tonnen Plutonium, welches im Zeitraum von 1997 bis 2007 in Form von Mox-Brennelementen im KKG-Reaktor eingesetzt wurde.