就核动力舰船来说，核动力巡洋舰研制得较早。1957年，世界上第一艘核动力巡洋舰“长滩”号在美国下水。它的排水量为1.4万吨，航速达35海里／小时。60～70年代，美国又新建了一些新型的核动力巡洋舰。
在军用舰船中，核动力航空母舰是最引人注目的。第二次世界大战期间，在“珍珠港事件”之后，航空母舰逐渐取代了战列舰。美国开始建造核动力航空母舰，例如，“企业”号、“尼米兹”号、“艾森豪威尔”号、“文森”号等。前苏联也建造了7.5万吨级的核动力航空母舰，法国于1980年建成核动力航空母舰。
建造航空母舰的费用非常高。有现代“舰艇之王”称号的“尼米兹”号，它全长332米、宽41米，吃水11米。甲板长77米、面积可达1.8万平方米。可携载90架战斗机。载人员6300人。装载2台压水堆，一次满载燃料可连续航行13年。但它的造价昂贵，达20亿美元，加上舰载飞机则达百亿美元以上。
在民用船中，最早的是原子破冰船。1959年9月12日，前苏联建成世界上第一艘原子破冰船——“列宁”号破冰船。它长134米、宽27米，吃水9米，吨位32万吨。有3台核反应堆（压水堆，1966年又更新反应堆，只剩下2台）和3台汽轮机（带动3个螺旋桨）。每台反应堆的最大功率为9万千瓦。航速为20海里／小时，在厚2米的冰面上的航速为3海里／小时。20世纪70年代，“列宁”号破冰船在北极地区连续活动390天，创历史最高纪录。后来，前苏联又建造了“北极”号（1974年）和“西伯利亚”号（1976年）。1977年，“北极号”破冰船首次到达北极点。
20世纪50年代，美国也决定建造核动力船。1958年春动工，同年5月22日，当时的尼克松副总统夫人主持了安装龙骨的仪式。1959年7月2日，由艾森豪威尔总统夫人命名为“萨凡纳”号。这是为纪念1819年“萨凡纳”号小帆船首次用辅助蒸汽动力装置横渡大西洋。1960年底，“萨凡纳”号全部建成。它全长181米、宽23米，吃水9米，载重9300吨、排水量2万吨，航速21海里／小时。
随着核动力技术的不断成熟，还会建造更多的核动力商船，前苏联曾计划建造筹建核动力商船队。从长远的观点来看，可以高速行驶的核动力商船队会很多，特别是它省时、省燃料、节约费用，在未来的海上运输业将会发挥更大的作用。
核火箭
第二次世界大战之后，美国大科学计划的杰作是“阿波罗”登月计划。它耗资达230亿美元。其中“土星五号”火箭颇为引人注目，它高达110米，有35层楼高。整个火箭离地重量达3000吨以上。现在，一些国家正在计划利用载人飞船登上火星，如果还采用普通的化学燃料，火箭的体积将是极其庞大的。所以有人设想利用“宇宙油船”、“宇宙渡船”、“宇宙拖船”，以及庞大的核动力长程火箭等技术的集合。
要研制的新型核动力火箭是利用铀-235或钚-239裂变产生热能把推进剂（如氢）加热到极高的温度，超过4000℃，高温气体以极高的速度喷出。借此来推动飞船航行。
美国从1955年就开始重点执行它的第一个核火箭计划，重点研究带有大功率反应堆的核火箭，并提出4种核发动机，即“过热喷射式核发动机”、“等离子挤压式核发动机”、“气体堆芯核发动机”、“内爆排气式核发动。机”。其中对第一种核发动机研究的时间最长，但推力尚不足以满足星际航行的要求。其他核发动机也有一些技术难题需要克服，也还不能满足星际航行的要求。
研究核火箭的意义不止于满足行星际之间的航行，而是更着眼于使人类飞出太阳系，以达到其他恒星系。甚至火箭的速度要达到光速，而达到这样的速度，其研究是还要有二段很长的路要走。
聚变能的开发
对于核裂变的研究，我们已取得很大的进步了，核裂变能的开发也取得很大的成绩。然而对核聚变的研究和开发只是取得了初步的发展。其实，在宇宙中，许多恒星都能产生聚变能，以发出光和热。我们人类也一直在使用聚变能——太阳能。
实现受控核聚变反应会为人类提供取之不尽、用之不竭的能量。核聚变的基本材料氘在地球上多达40万亿吨，如果将它全部用来进行核聚变反应，所产生的能量够人类使用的。因为实现核聚变需要高温，一旦安全出了问题，高温不能维持，反应就自动终止了。此外，聚变反应产生的放射性废料极少，这也使人们从心理上获得了很大的安全性。
太阳的能量
太阳能一直为我们人类享用，这个大炉子到底在烧些什么呢？
19世纪，热力学获得很大的发展，人们发现了能量守恒和转化原理。一些人会问，太阳能是什么能量转化而来的呢？
1868年，瑞典阿普沙拉大学的物理学教授埃格斯特朗从气体放电的光谱中找到了氢的谱线，并与太阳光谱作了比较，确认太阳上存在氢。1868年8月18日，在印度有一次日全食，法国天文学家詹森前去观测，在观测太阳的日珥时，他发现了一条新的谱线。无独有偶，一位名叫洛克的英国天文学家也在这次日食观测中发现了这条新谱线。由于是在太阳上观测到的，它是绝缘尘世的物质，因此人们为它命名为“太阳”——氦。当然，后来在地球上也发现了氦。
太阳上存在氢和氦，但它们在太阳上具有什么作用呢？20世纪30年代，随着核物理的发展，人们对太阳能量的来源有了新的认识。
1930年，英国天文学家爱丁顿认为，太阳的中心具有极高的温度和压力，其中温度高达1500万。在这样的条件下，原子核可以进行地球上无法进行的核反应。
太阳实际上是一个巨大的“原子锅炉”，其中不停地进行核聚变反应。1938年，美籍德国物理学家博特找到氢聚合成氦的几种途径。这些反应不仅适应于太阳，而且适应于其他的恒星。
太阳的聚合结果可大致写成
4H1He4+2e+
可见4个氢原子核合成1个氦原子核。按照“质量亏损”的说法，在发生聚合反应时会释放巨大的能量。经计算，氦的结合能为28.3兆电子伏，平均每个核子的结合能为7兆电子伏，是铀核的平均结合能（仅为0.84兆电子伏）的8倍多。
聚变反应
对于聚变反应，太阳无时无刻不在进行着，1952年人类也爆炸了氢弹。由于反应的条件中温度是如此之高，也就是说是如此的“热”，所以聚变反应也被称作“热核反应”，而聚变能也被称作“热核能”。
假如在容器中装水，到100℃时水就“开”了。水分子就会以很大的速度运动。如果在其中装热核材料氘和氚，那么：
在室温下，氘和氚混合气体作热运动，平均的飞行速度为2千米／秒。混合气体对器壁的碰撞产生的压强为1个大气压。
温度升高时，氘氚混合气体的热运动会逐渐激烈起来，到1000℃时，氘和氚会被分解为原子气体，压强也会增高。
容器中的温度达到1万℃时，容器中的氘和氚原子的热运动（平均）速度将达到10千米／秒，压强也达到70个大气压。由于碰撞的结果，一小部分电子便脱离核的束缚，而变成自由电子。温度越高，自由电子也就越多。
温度达到10万℃以上，自由电子的热运动平均速度达到2000千米／秒，氘和氚的平均速度则达到30千米／秒。这时的氘和氚原子几乎全部电离，变成自由电子和原子核。容器内的电子气和核子气混合成特殊的气体，使容器内压强达到1500个大气压。这种部分或全部被电离的气体被称作“等离子体”。
温度上升到100万℃时，电子的热运动速度可达6000千米／秒，氘和氚核的速度约为100千米／秒，压强约为15000个大气压。
温度上升到1000万℃，氘和氚核的平均速度到达300千米／秒，等离子体的压强也达1000万个大气压以上。这时部分氘和氚核会相互碰撞发生聚变反应。但此时的反应还不能自持，或者说，聚变反应还未实现“点火”。这就是说，放能的速度在超过辐射能量损失的速度时，聚变反应才能自持下去。这个温度界限叫做“临界点火温度”。
临界点火温度并不是不变的，在人工反应器的中，氘-氚聚变反应的临界点火温度为数千万至1亿℃，氘-氘聚变反应的临界点火温度为1亿至数亿。可见实现这么高的温度，在技术上的困难是很多的。