ใน การออกแบบ เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา (LWR) แบบดั้งเดิม แกนปฏิกรณ์ทั้งหมดจะถูกวางไว้ในภาชนะรับแรงดัน ขนาดใหญ่ ปริมาณความร้อนที่สามารถระบายออกได้โดยสารหล่อเย็นหนึ่งหน่วยนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ การเพิ่มแรงดันให้กับแกนปฏิกรณ์จะทำให้น้ำร้อนขึ้นถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้นมากก่อนที่จะเดือดซึ่งจะช่วยระบายความร้อนได้มากขึ้น และทำให้แกนปฏิกรณ์มีขนาดเล็ลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การสร้างภาชนะรับแรงดันที่มีขนาดตามที่ต้องการเป็นความท้าทายอย่างมาก และในขณะที่ออกแบบ CANDU อุตสาหกรรมหนักของแคนาดายังขาดประสบการณ์และความสามารถที่จำเป็นในการหล่อและกลึงภาชนะรับแรงดันของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีขนาดตามที่ต้องการ ปัญหานี้ทวีความรุนแรงขึ้นเนื่องจากความหนาแน่นของฟิสไซล์ที่ต่ำกว่าของเชื้อเพลิงยูเรเนียมธรรมชาติ ซึ่งต้องใช้แกนเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ขึ้น ปัญหานี้ร้ายแรงมากจนแม้แต่ภาชนะรับแรงดันขนาดค่อนข้างเล็กที่เดิมทีตั้งใจจะใช้ในNPDก่อนที่จะมีการออกแบบใหม่ในช่วงกลางของการก่อสร้าง ก็ไม่สามารถผลิตได้ในประเทศและต้องผลิตในสกอตแลนด์แทน การพัฒนาเทคโนโลยีภายในประเทศที่จำเป็นในการผลิตภาชนะรับแรงดันที่มีขนาดตามที่ต้องการสำหรับเครื่องปฏิกรณ์พลังงานแบบใช้น้ำหนักมากเป็นตัวหน่วงในระดับเชิงพาณิชย์นั้นถือว่าไม่น่าเป็นไปได้มาก^{[ 6 ]}

ใน CANDU มัดเชื้อเพลิงที่มี เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 เซนติเมตร ประกอบด้วยท่อโลหะขนาดเล็กจำนวนมาก มัดเชื้อเพลิงเหล่านี้บรรจุอยู่ในท่อแรงดันภายในภาชนะขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักเบา (heavy water) เพิ่มเติมซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวลดความเร็วของนิวตรอน ภาชนะขนาดใหญ่นี้เรียกว่า คาแลนเดรีย (calandria) ซึ่งไม่มีแรงดันและคงอยู่ที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้ง่ายต่อการผลิต เพื่อป้องกันความร้อนจากท่อแรงดันไม่ให้รั่วไหลไปยังตัวลดความเร็วของนิวตรอนโดยรอบ ท่อแรงดันแต่ละท่อจึงถูกหุ้มด้วยท่อคาแลนเดรีย ก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ในช่องว่างระหว่างท่อทั้งสองทำหน้าที่เป็นฉนวน ถังตัวลดความเร็วของนิวตรอนยังทำหน้าที่เป็นตัวระบายความร้อน ขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นคุณสมบัติด้านความปลอดภัย เพิ่มเติมอีกด้วย

ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง แบบดั้งเดิม การเติมเชื้อเพลิงเข้าสู่ระบบจำเป็นต้องปิดแกนปฏิกรณ์และเปิดภาชนะรับแรงดัน แต่ในเครื่องปฏิกรณ์ CANDU ท่อที่กำลังเติมเชื้อเพลิงยังคงอยู่ภายใต้แรงดัน ทำให้ระบบ CANDU สามารถเติมเชื้อเพลิงได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องปิดระบบ ซึ่งเป็นเป้าหมายสำคัญอีกประการหนึ่งในการออกแบบ ในระบบที่ทันสมัย ​​เครื่องจักรหุ่นยนต์สองเครื่องจะยึดติดกับด้านหน้าของเครื่องปฏิกรณ์และเปิดฝาปิดปลายของท่อรับแรงดัน เครื่องจักรเครื่องหนึ่งจะดันเชื้อเพลิงใหม่เข้าไป ในขณะที่เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วจะถูกดันออกและเก็บรวบรวมไว้ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ข้อได้เปรียบในการปฏิบัติงานที่สำคัญของการเติมเชื้อเพลิงแบบออนไลน์คือ สามารถนำชุดเชื้อเพลิงที่ชำรุดหรือรั่วออกจากแกนปฏิกรณ์ได้เมื่อพบตำแหน่งแล้ว ซึ่งจะช่วยลดระดับรังสีในวงจรระบายความร้อนหลัก

แต่ละชุดเชื้อเพลิงเป็นทรงกระบอกที่ประกอบขึ้นจากท่อบางๆ ที่บรรจุเม็ดเซรามิกของเชื้อเพลิงยูเรเนียมออกไซด์ (ชิ้นส่วนเชื้อเพลิง) ในแบบเก่า ชุดเชื้อเพลิงจะมีชิ้นส่วนเชื้อเพลิงยาวครึ่งเมตรจำนวน 28 หรือ 37 ชิ้น โดยมีชุดประกอบดังกล่าว 12-13 ชุดวางเรียงต่อกันในท่อแรงดัน ชุดเชื้อเพลิง CANFLEX รุ่นใหม่มีชิ้นส่วนเชื้อเพลิง 43 ชิ้น โดยมีขนาดของชิ้นส่วนสองขนาด (เพื่อให้สามารถเพิ่มกำลังไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องหลอมชิ้นส่วนเชื้อเพลิงที่ร้อนที่สุด) มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 เซนติเมตร (3.9 นิ้ว ) ยาว50 เซนติเมตร (20 นิ้ว)หนักประมาณ20 กิโลกรัม (44 ปอนด์)และมีจุดประสงค์เพื่อทดแทนชุดเชื้อเพลิง 37 ชิ้นในอนาคต เพื่อให้นิวตรอนไหลผ่านระหว่างชุดเชื้อเพลิงได้อย่างอิสระ ท่อและชุดเชื้อเพลิงจึงทำจากเซอร์คาลอย ( เซอร์โคเนียม + ไนโอเบียม 2.5% โดย น้ำหนัก ) ที่โปร่งใสต่อนิวตรอน   

ยูเรเนียมธรรมชาติเป็นส่วนผสมของไอโซโทป โดยมีสัดส่วนอะตอมของ ยูเรเนียม-238ประมาณ 99.28% และยูเรเนียม-235 ประมาณ 0.72% โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มักทำงานที่กำลังไฟฟ้าคงที่ในระยะเวลานาน ซึ่งต้องอาศัยอัตราการแตกตัวของนิวเคลียสที่คงที่ตลอดเวลา เพื่อรักษาอัตราการแตกตัวของนิวเคลียสให้คงที่ นิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากการแตกตัวของนิวเคลียสจะต้องสร้างการแตกตัวของนิวเคลียสในอะตอมเชื้อเพลิงอื่นๆ ในจำนวนที่เท่ากัน สมดุลนี้เรียกว่าภาวะวิกฤตนิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากการแตกตัวของนิวเคลียสมีพลังงานค่อนข้างสูงและไม่ถูกดูดซับ (หรือ "จับ") ได้ง่ายโดยวัสดุฟิสไซล์ โดยรอบ เพื่อปรับปรุงอัตราการจับ นิวตรอนจะต้องถูกลดหรือควบคุม พลังงาน ให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในทางปฏิบัติ ขีดจำกัดพลังงานต่ำสุดคือพลังงานที่นิวตรอนอยู่ในสมดุลทางความร้อนกับตัวลดความเร็ว เมื่อนิวตรอนเข้าใกล้ขีดจำกัดพลังงานต่ำสุดนี้ เราจะเรียกนิวตรอนเหล่านั้นว่านิวตรอนความร้อน

ในระหว่างกระบวนการลดความเร็วของนิวตรอน การแยกนิวตรอนและยูเรเนียมออกจากกันนั้นเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจาก^238Uมีความสามารถในการดูดซับนิวตรอนพลังงานปานกลางได้ดี (การดูดซับแบบ "เรโซแนนซ์") แต่จะเกิดปฏิกิริยาฟิชชันได้ง่ายเฉพาะกับนิวตรอนพลังงานสูงเพียงไม่กี่ตัวที่มีพลังงานสูงกว่า ≈1.5–2 MeVเท่านั้น เนื่องจากวัสดุเชื้อเพลิงส่วนใหญ่มักเป็น^238Uดังนั้นการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่จึงใช้แท่งเชื้อเพลิงบางๆ ที่คั่นด้วยตัวลดความเร็วของนิวตรอน ทำให้นิวตรอนสามารถเคลื่อนที่ในตัวลดความเร็วของนิวตรอนก่อนที่จะกลับเข้าไปในเชื้อเพลิงอีกครั้ง มีการปล่อยนิวตรอนออกมามากกว่าปริมาณขั้นต่ำที่จำเป็นต่อการรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่ เมื่อยูเรเนียม-238 ดูดซับนิวตรอน จะเกิดพลูโทเนียมขึ้น ซึ่งช่วยชดเชยการลดลงของยูเรเนียม-235 ในที่สุด การสะสมของผลิตภัณฑ์ฟิชชันที่มีคุณสมบัติในการดูดซับนิวตรอนมากกว่า^238Uจะทำให้ปฏิกิริยาช้าลงและจำเป็นต้องเติมเชื้อเพลิงใหม่ 

น้ำเบาเป็นตัวหน่วงนิวตรอนที่ดีเยี่ยม: อะตอม ไฮโดรเจนเบามีมวลใกล้เคียงกับนิวตรอนมาก และสามารถดูดซับพลังงานได้มากในการชนเพียงครั้งเดียว (เช่น การชนกันของลูกบิลเลียดสองลูก) อย่างไรก็ตาม ไฮโดรเจนเบาสามารถดูดซับนิวตรอน ทำให้จำนวนนิวตรอนที่จะทำปฏิกิริยากับ^235Uที่มีอยู่ในยูเรเนียมธรรมชาติลดลง ซึ่งจะป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาวิกฤต เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาวิกฤตได้ เชื้อเพลิงจะต้องได้รับการเสริมสมรรถนะเพิ่มปริมาณ^235Uให้ถึงระดับที่ใช้งานได้ ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาเชื้อเพลิงมักจะได้รับการเสริมสมรรถนะให้มี 235U ระหว่าง 2% ถึง 5% (ส่วนที่เหลือที่มี 235U น้อยกว่า^{เรียก}ว่า^{ยูเรเนียม}ที่ลดสมรรถนะ ) โรงงานเสริมสมรรถนะมีราคาแพงในการสร้างและดำเนินการ นอกจากนี้ยังอาจก่อให้เกิด ความกังวลเกี่ยว กับการแพร่กระจาย อาวุธนิวเคลียร์ เนื่องจากสามารถนำไปใช้เสริมสมรรถนะ^235Uให้สูงขึ้นไปอีก จนถึงระดับวัสดุที่ใช้ผลิตอาวุธได้ (90% หรือมากกว่า^235U ) ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้หากเชื้อเพลิงได้รับการจัดหาและแปรรูปโดยผู้จัดหาที่ได้รับการอนุมัติในระดับสากล

ข้อได้ เปรียบหลักของน้ำหนักมาก (heavy water ) เมื่อเทียบกับน้ำเบา (light water) คือ การดูดซับนิวตรอนที่ลดลง ซึ่งเป็นตัวขับเคลื่อนปฏิกิริยาลูกโซ่ ทำให้สามารถใช้ความเข้มข้นของอะตอมฟิสไซล์ได้ต่ำลง (จนถึงขั้นสามารถใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมธรรมชาติที่ไม่เสริมสมรรถนะได้) ดิวเทเรียม ("ไฮโดรเจนหนัก") มีนิวตรอนมากกว่าไฮโดรเจนเบาถึงสองเท่า ทำให้ลดแนวโน้มการดักจับนิวตรอน ดิวเทเรียมมีมวลเป็นสองเท่าของนิวตรอนหนึ่งตัว (เทียบกับไฮโดรเจนเบาที่มีมวลใกล้เคียงกัน) ความไม่สมดุลนี้หมายความว่าต้องมีการชนกันมากขึ้นเพื่อลดความเร็วของนิวตรอน ทำให้ต้องใช้ตัวลดความเร็วที่มีความหนามากขึ้นระหว่างแท่งเชื้อเพลิง ซึ่งจะเพิ่มขนาดของแกนเครื่องปฏิกรณ์และการรั่วไหลของนิวตรอน นอกจากนี้ยังเป็นเหตุผลเชิงปฏิบัติสำหรับการออกแบบแบบคาลันเดรีย มิฉะนั้นจะต้องใช้ภาชนะรับแรงดันขนาดใหญ่มาก^{[ 7 ]} ความหนาแน่น ต่ำ^{ของ 235} U ในยูเรเนียมธรรมชาติยังหมายความว่าเชื้อเพลิงจะถูกบริโภคน้อยลงก่อนที่อัตราการแตกตัวจะลดลงต่ำเกินไปจนไม่สามารถรักษาภาวะวิกฤตได้ เนื่องจากอัตราส่วนของ²³⁵ U ต่อผลิตภัณฑ์การแตกตัว + ²³⁸ U ต่ำกว่า ใน CANDU ตัวหน่วงส่วนใหญ่จะอยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่าในแบบอื่นๆ ซึ่งช่วยลดการกระจายของความเร็วและความเร็วโดยรวมของอนุภาคตัวหน่วง นั่นหมายความว่านิวตรอนส่วนใหญ่จะมีพลังงานต่ำกว่าและมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการแตกตัวมากขึ้น ดังนั้น CANDU ไม่เพียงแต่ "เผา" ยูเรเนียมธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังทำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วย โดยรวมแล้ว เครื่องปฏิกรณ์ CANDU ใช้ยูเรเนียมที่ขุดได้น้อยกว่าเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา 30–40% ต่อหน่วยไฟฟ้าที่ผลิตได้ นี่เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของการออกแบบน้ำหนักมาก ไม่เพียงแต่ต้องการเชื้อเพลิงน้อยลงเท่านั้น แต่เนื่องจากเชื้อเพลิงไม่จำเป็นต้องเสริมสมรรถนะ จึงมีราคาถูกกว่ามากด้วย

คุณสมบัติพิเศษอีกประการหนึ่งของการใช้น้ำหนักมากในการควบคุมนิวตรอนคือความเสถียรที่มากขึ้นของปฏิกิริยาลูกโซ่เนื่องจากพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสของดิวเทเรียมค่อนข้างต่ำ (2.2  MeV) ทำให้ เกิด นิวตรอนพลังงาน สูง และโดยเฉพาะอย่างยิ่งรังสีแกมมาซึ่งทำลายนิวเคลียสของดิวเทเรียมและผลิตนิวตรอนเพิ่มเติม ทั้งรังสีแกมมาที่ผลิตโดยตรงจากการแตกตัวและจากการสลายตัวของชิ้นส่วนที่เกิดจากการแตกตัวมีพลังงานเพียงพอ และครึ่งชีวิตของชิ้นส่วนที่เกิดจากการแตกตัวมีตั้งแต่ไม่กี่วินาทีไปจนถึงหลายชั่วโมงหรือหลายปี การตอบสนองที่ช้าของนิวตรอนที่เกิดจากรังสีแกมมาเหล่านี้ทำให้การตอบสนองของเครื่องปฏิกรณ์ ล่าช้า และให้เวลาเพิ่มเติมแก่ผู้ปฏิบัติงานในกรณีฉุกเฉิน เนื่องจากรังสีแกมมาสามารถเดินทางผ่านน้ำได้หลายเมตร อัตราการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เพิ่มขึ้นในส่วนหนึ่งของเครื่องปฏิกรณ์จะทำให้เกิดการตอบสนองจากส่วนที่เหลือของเครื่องปฏิกรณ์ ทำให้เกิดกลไกป้อนกลับเชิงลบต่างๆ เพื่อรักษาเสถียรภาพของปฏิกิริยา

ในทางกลับกัน นิวตรอนจากการแตกตัวจะถูกชะลอความเร็วลงอย่างมากก่อนที่จะไปถึงแท่งเชื้อเพลิงอื่น ซึ่งหมายความว่านิวตรอนจะใช้เวลานานขึ้นในการเดินทางจากส่วนหนึ่งของเครื่องปฏิกรณ์ไปยังอีกส่วนหนึ่ง ดังนั้น หากปฏิกิริยาลูกโซ่เร่งตัวขึ้นในส่วนใดส่วนหนึ่งของเครื่องปฏิกรณ์ การเปลี่ยนแปลงนั้นจะแพร่กระจายไปยังส่วนที่เหลือของแกนกลางอย่างช้าๆ ทำให้มีเวลาในการตอบสนองในกรณีฉุกเฉิน ความเป็นอิสระของพลังงานนิวตรอนจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้คือสิ่งที่ทำให้เครื่องปฏิกรณ์ CANDU มีความยืดหยุ่นในการใช้เชื้อเพลิง เนื่องจากแท่งเชื้อเพลิงแต่ละแท่งจะอยู่ในสภาพแวดล้อมเดียวกันและส่งผลกระทบต่อแท่งข้างเคียงในลักษณะเดียวกัน ไม่ว่าวัสดุที่แตกตัวได้จะเป็นยูเรเนียม-235 ยูเรเนียม-233หรือพลูโทเนียมก็ตาม

แคนาดาพัฒนาระบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบใช้น้ำหนักมากเป็นตัวหน่วงนิวตรอนในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่สองเพื่อสำรวจพลังงานนิวเคลียร์ในขณะที่ขาดแคลนโรงงานเสริมสมรรถนะยูเรเนียม ระบบเสริมสมรรถนะยูเรเนียมในยุคสงครามมีราคาแพงมากทั้งในการสร้างและการใช้งาน ในขณะที่วิธีการใช้น้ำหนักมากช่วยให้สามารถใช้ยูเรเนียมธรรมชาติในเครื่องปฏิกรณ์ทดลองZEEPได้ ต่อมาได้มีการพัฒนาระบบเสริมสมรรถนะยูเรเนียมที่มีราคาถูกกว่า แต่สหรัฐอเมริกาได้เก็บงานวิจัยเกี่ยวกับ กระบวนการ เหวี่ยงแยกก๊าซที่ถูกกว่าไว้ เป็นความลับ ดังนั้นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ CANDU จึงได้รับการออกแบบให้ใช้ยูเรเนียมธรรมชาติ

พลังงานฟิวชั่นเป็นเทคโนโลยีพลังงานที่กำลังพัฒนาซึ่งทำงานบนหลักการที่แตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชัน เช่น CANDU อย่างไรก็ตาม เชื้อเพลิงที่ได้รับการสำรวจอย่างแข็งขันที่สุดสำหรับโรงไฟฟ้าฟิวชั่นในอนาคตคือดิวเทอเรียมและทริเทียมทริเทียมหายากกว่าดิวเทอเรียมมาก ซึ่งเป็นส่วนประกอบของน้ำทะเลทำให้การจัดหาทริเทียมเป็นข้อจำกัดสำคัญในการวิจัยและการใช้งานฟิวชั่น ปัจจุบันเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันเป็นแหล่งทริเทียมหลัก และในการดำเนินงานโรงไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ทั่วไป เครื่องปฏิกรณ์ CANDU โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุด ดังนั้นกลุ่มเครื่องปฏิกรณ์ CANDU จึงเป็นแหล่งทริเทียมหลักสำหรับการวิจัยฟิวชั่น และคาดว่าจะเป็นแหล่งทริเทียมเริ่มต้นหลักสำหรับโรงไฟฟ้าฟิวชั่นในอนาคต^{[ 21 ]}

ความต้องการทริเทียมในอนาคตดูเหมือนจะเกินกว่าการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้องการของเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นทดลอง รุ่นอนาคต เช่นITERซึ่งต้องใช้ทริเทียมมากถึง 10 กิโลกรัมในการเริ่มต้นเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่น และต้องใช้หลายสิบกิโลกรัมสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมด^{[ 21 ]} ในปี 2003 มีการกู้คืนทริเทียมได้ ระหว่าง1.5 ถึง 2.1 กิโลกรัม (3.3 ถึง 4.6 ปอนด์)ต่อปีที่โรงงานแยกสารดาร์ลิงตันในแคนาดา ซึ่งมีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่ถูกขาย^{[ 22 ] : 10}ด้วยเหตุนี้ ในปี 2024 ห้องปฏิบัติการนิวเคลียร์ของแคนาดาจึงประกาศโครงการระยะยาวหลายทศวรรษเพื่อปรับปรุงโรงงาน CANDU ที่มีอยู่และติดตั้งสิ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตทริเทียม^{[ 23 ]} 

ทริเทียมถือเป็นนิวไคลด์กัมมันตรังสี ที่อ่อนแอ เนื่องจากการปล่อยรังสีที่มีพลังงานต่ำ ( พลังงาน อนุภาคเบตาไม่เกิน 18.6  keV) ^{[ 24 ]}อนุภาคเบตาเดินทางได้ 6  มม. ในอากาศและทะลุผ่านผิวหนังได้เพียง 6 ไมโครเมตรเท่านั้น หากสูดดมหรือรับประทานเข้าไป ทริเทียมจะมีครึ่งชีวิตการกำจัดที่ สั้น เพียง 10-12 วัน ซึ่งสามารถเร่งให้เร็วขึ้นได้ด้วยการดื่มน้ำปริมาณมาก

ด้วยปริมาณการผลิตเพียง 1 กิโลกรัมต่อปี ทริเทียมจึงเป็นสัดส่วนที่น้อยมากของกากกัมมันตรังสีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ CANDU ทั้งในแง่ของน้ำหนักและกัมมันตภาพรังสี ทริเทียมบางส่วนที่ผลิตจากเครื่องปฏิกรณ์ CANDU จะรั่วไหลเข้าไปในระบบกักเก็บ ส่วนใหญ่จะถูกกู้คืน แต่ประมาณ 1% รั่วไหลออกจากระบบกักเก็บ แม้ว่าจะสูงกว่าในเครื่องปฏิกรณ์ประเภทอื่นที่ผลิตทริเทียมน้อยกว่า แต่ก็ถือเป็นการปล่อยกัมมันตรังสีตามปกติ ระดับทริเทียมในสิ่งแวดล้อมรอบโรงไฟฟ้าจะได้รับการตรวจสอบ การปล่อยโดยทั่วไปจากโรงไฟฟ้า CANDU ในแคนาดามีปริมาณน้อยกว่า 1% ของขีดจำกัดตามกฎระเบียบของประเทศ โดยอิงตามแนวทางของICRP ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

การปล่อยทริเทียมจากโรงไฟฟ้า CANDU เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดความกังวลในหมู่ประชาสังคม ในปี 2550 กรีนพีซได้เผยแพร่บทวิจารณ์เกี่ยวกับการปล่อยทริเทียมจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของแคนาดาโดยIan Fairlie [ ^{27 ] รายงาน}ฉบับนี้ถูกวิพากษ์วิจารณ์^{[ 29 ]}โดย Richard Osborne ประธานผู้ก่อตั้งสมาคมป้องกันรังสีแห่งแคนาดา^{[ 30 ] [ 31 ]}

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบใช้น้ำหนักมากเครื่องแรกในแคนาดาคือZEEPซึ่งเริ่มดำเนินการหลังจากสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สอง ไม่ นาน ZEEP มีเครื่องทดลองอื่นๆ อีกหลายเครื่องตามมา รวมถึงNRXในปี 1947 และNRUในปี 1957 ความพยายามเหล่านี้ทำให้เกิดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบ CANDU เครื่องแรก คือNuclear Power Demonstration (NPD) ในเมืองโรลฟ์ตัน รัฐออนแทรีโอ โดยมีจุดประสงค์เพื่อเป็นการพิสูจน์แนวคิดและมีกำลังการผลิตเพียง 22 เมกะวัตต์เป็นกำลังการผลิตที่ต่ำมากสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ NPD ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์เป็นครั้งแรกในแคนาดาและดำเนินการได้สำเร็จตั้งแต่ปี 1962 ถึง 1987 ^{[ 42 ] [ 43 ]} 

โรงไฟฟ้า นิวเคลียร์ CANDU แห่งที่สองคือ โรงไฟฟ้า Douglas Pointซึ่งเป็นรุ่นที่มีกำลังมากกว่า โดยมีกำลังการผลิตประมาณ 200  เมกะวัตต์ตั้งอยู่ใกล้เมือง Kincardineรัฐออนแทรีโอ โรงไฟฟ้าแห่งนี้เริ่มใช้งานในปี 1968 และดำเนินงานจนถึงปี 1984 โรงไฟฟ้า Douglas Point มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวในบรรดาโรงไฟฟ้า CANDU อื่นๆ คือมีหน้าต่างที่เติมน้ำมันซึ่งสามารถมองเห็นด้านหน้าของเครื่องปฏิกรณ์ฝั่งตะวันออกได้ แม้ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์กำลังทำงานอยู่ เดิมทีโรงไฟฟ้า Douglas Point มีแผนที่จะสร้างเป็นโรงไฟฟ้าสองหน่วย แต่หน่วยที่สองถูกยกเลิกเนื่องจากความสำเร็จของ โรง   ขนาดใหญ่กว่า 515 เมกะวัตต์ที่Pickering ^{[ 44 ] [ 45 ]}

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Gentilly-1ในเมือง Bécancour รัฐควิเบกใกล้กับเมือง Trois-Rivièresรัฐควิเบก เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ CANDU รุ่นทดลองเช่นกัน โดยใช้น้ำหล่อเย็นแบบน้ำเบาเดือดและท่อแรงดันแนวตั้ง แต่ไม่ถือว่าประสบความสำเร็จและถูกปิดตัวลงหลังจากใช้งานอย่างไม่ต่อเนื่องเป็นเวลาเจ็ดปี^{[ 46 ]} โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Gentilly-2 ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบ CANDU-6 เริ่มดำเนินการในปี 1983 หลังจากที่รัฐบาลพรรค Parti Québécoisที่กำลังจะเข้ามาบริหารประเทศได้แถลงในเดือนกันยายน 2012 ว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Gentilly จะปิดตัวลง บริษัท Hydro-Québec ผู้ดำเนินการโรง ไฟฟ้าจึงตัดสินใจยกเลิกแผนการปรับปรุงโรงไฟฟ้าที่ประกาศไว้ก่อนหน้านี้ และประกาศปิดโรงไฟฟ้าในปลายปี 2012 โดยอ้างเหตุผลทางเศรษฐกิจ บริษัทได้เริ่ม กระบวนการ รื้อถอนโรงไฟฟ้าซึ่งคาดว่าจะใช้เวลา 50 ปี และคาดว่าจะใช้งบประมาณ 1.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 47 ]}

ควบคู่ไปกับการออกแบบ CANDU แบบคลาสสิก มีการพัฒนารูปแบบทดลองต่างๆWR-1ซึ่งตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการ WhiteshellของAECLในเมือง Pinawa รัฐแมนิโทบาใช้ท่อแรงดันแนวตั้งและน้ำมัน อินทรีย์ เป็นสารหล่อเย็นหลัก น้ำมันที่ใช้มีจุดเดือดสูงกว่าน้ำ ทำให้เครื่องปฏิกรณ์สามารถทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้นและแรงดันต่ำลงกว่าเครื่องปฏิกรณ์ทั่วไป อุณหภูมิขาออกของ WR-1 อยู่ที่ประมาณ 490 °C เมื่อเทียบกับ CANDU 6 ที่มีอุณหภูมิปกติ 310 °C อุณหภูมิที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพทางเทอร์โมไดนามิกที่สูงขึ้นจึงชดเชยข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำมันมีความจุความร้อนประมาณครึ่งหนึ่งของน้ำได้ในระดับหนึ่ง อุณหภูมิที่สูงขึ้นยังส่งผลให้การแปลงเป็นไอน้ำและในที่สุดก็เป็นไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากขึ้น WR-1 ทำงานได้สำเร็จเป็นเวลาหลายปีและให้ประสิทธิภาพที่สูงกว่ารุ่นที่ใช้น้ำหล่อเย็นอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 48 ] [ 49 ]}   

ความสำเร็จที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ NPD และ Douglas Point นำไปสู่การตัดสินใจสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบหลายยูนิตแห่งแรกในเมือง Pickering รัฐออนแทรีโอ โรงไฟฟ้า Pickering A ซึ่งประกอบด้วยยูนิตที่ 1 ถึง 4 เริ่มใช้งานในปี 1971 ส่วนโรงไฟฟ้า Pickering B ซึ่งประกอบด้วยยูนิตที่ 5 ถึง 8 เริ่มใช้งานในปี 1983 ทำให้โรงไฟฟ้ามีกำลังการผลิตเต็มที่ 4,120  เมกะวัตต์ไฟฟ้าตั้งอยู่ใกล้กับเมืองโทรอนโต มาก เพื่อลดต้นทุนการส่งกระแสไฟฟ้า

การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของแบบจำลองพื้นฐานของ Pickering นำไปสู่ การออกแบบ CANDU 6 ซึ่งเริ่มใช้งานครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรษ 1980 CANDU  6 เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Pickering เวอร์ชันที่ได้รับการออกแบบใหม่เพื่อให้สามารถสร้างเป็นหน่วยเครื่องปฏิกรณ์เดี่ยวได้ CANDU  6 ถูกนำไปใช้ในหลายสถานที่นอกรัฐออนแทรีโอ รวมถึงโรงไฟฟ้า นิวเคลียร์ Gentilly-2ในรัฐควิเบก และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Point Lepreauในรัฐนิวบรันสวิก CANDU  6 เป็นระบบ CANDU ส่วนใหญ่ในต่างประเทศ รวมถึงแบบที่ส่งออกไปยังอาร์เจนตินา โรมาเนีย จีน และเกาหลีใต้ มีเพียงอินเดียเท่านั้นที่ใช้งานระบบ CANDU ที่ไม่ได้ใช้ แบบจำลอง CANDU 6

โดยทั่วไปแล้ว เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะเติบโตได้ดีเมื่อขนาดใหญ่ขึ้น อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงที่ดีขึ้นในขนาดที่ใหญ่ขึ้นนั้นถูกหักล้างด้วยปริมาณไฟฟ้าจำนวนมหาศาลที่ปรากฏขึ้นอย่างฉับพลันในระบบส่งไฟฟ้า ซึ่งนำไปสู่การลดลงของราคาไฟฟ้าผ่านผลกระทบด้านอุปสงค์และอุปทาน การคาดการณ์ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ชี้ให้เห็นว่าการเติบโตของความต้องการใช้ไฟฟ้าจะเอาชนะแรงกดดันด้านราคาที่ลดลงเหล่านี้ ทำให้ผู้ออกแบบส่วนใหญ่สร้างโรงไฟฟ้าที่มีกำลังการผลิตประมาณ1000  เมกะ

หลังจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Pickering  A ไม่นาน ก็มีการขยายขนาดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Bruce ตามมา โดยก่อสร้างเป็นระยะระหว่างปี 1970 ถึง 1987 โรงไฟฟ้าแห่งนี้เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดในอเมริกาเหนือและใหญ่เป็นอันดับสองของโลก (รองจากKashiwazaki-Kariwaในญี่ปุ่น) มีเครื่องปฏิกรณ์ แปดเครื่อง เครื่องมีกำลังการผลิต ประมาณ 800  เมกะวัตต์เทียบเท่า รวมทั้งหมด 6,232 เมกะวัตต์ (สุทธิ) และ 7,276 เมกะวัตต์ (รวม) การขยาย ขนาดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กกว่าอีกครั้งหนึ่ง นำไปสู่การออกแบบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Darlington ซึ่งคล้ายกับโรงไฟฟ้า Bruce แต่ให้กำลังการผลิตประมาณ 880 เมกะวัตต์ เทียบเท่า เครื่องปฏิกรณ์ในโรงไฟฟ้าที่มีเครื่องปฏิกรณ์สี่เครื่อง   

เช่นเดียวกับกรณีการพัฒนาการออกแบบ Pickering ไปเป็น CANDU  6 การออกแบบ Bruce ก็ได้รับการพัฒนาไปเป็น CANDU  9 ที่คล้ายคลึงกัน ^{[ 50 ]}เช่นเดียวกับ CANDU  6 CANDU  9 นั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็นการนำการออกแบบ Bruce มาบรรจุใหม่เพื่อให้สามารถสร้างเป็นหน่วยเครื่องปฏิกรณ์เดี่ยวได้ ยังไม่มี การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ CANDU 9 ขึ้นมา

ในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 ตลาดพลังงานนิวเคลียร์ประสบกับภาวะตกต่ำครั้งใหญ่ โดยมีการสร้างโรงไฟฟ้าใหม่เพียงไม่กี่แห่งในอเมริกาเหนือหรือยุโรป งานออกแบบยังคงดำเนินต่อไปตลอดมา และมีการนำแนวคิดการออกแบบใหม่ ๆ มาใช้ ซึ่งช่วยปรับปรุงความปลอดภัย ต้นทุนการลงทุน เศรษฐศาสตร์ และประสิทธิภาพโดยรวมอย่างมาก เครื่องจักร เจเนอเรชั่น III+และเจเนอเรชั่น IV เหล่านี้ กลายเป็นหัวข้อที่น่าสนใจอย่างมากในช่วงต้นทศวรรษ 2000 เนื่องจากดูเหมือนว่าการฟื้นฟูพลังงานนิวเคลียร์กำลังดำเนินอยู่ และจะมีการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ใหม่จำนวนมากในทศวรรษถัดไป^{[ 51 ]}

AECL ได้ทำงานเกี่ยวกับการออกแบบที่เรียกว่า ACR-700 โดยใช้องค์ประกอบจาก CANDU  6 และ CANDU  9 รุ่นล่าสุด โดยมีกำลังการออกแบบ 700  MW ^{[ 41} ] ในช่วงยุคฟื้นฟูนิวเคลียร์ การขยายขนาดที่เห็นในช่วงปีแรก ๆ ได้แสดงออกมาอีกครั้ง และ ACR-700 ได้รับการพัฒนาเป็น ACR-1000 ที่มีกำลัง 1200 ^MW  e -1000 เป็นเทคโนโลยี CANDU รุ่นต่อไป (อย่างเป็นทางการคือ "รุ่นที่ III+") ซึ่งมีการปรับเปลี่ยนที่สำคัญบางประการจากการออกแบบ CANDU ที่มีอยู่^{[ 52 ]}

การเปลี่ยนแปลงหลัก และเป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญที่สุดในบรรดาเครื่อง CANDU รุ่นต่างๆ คือการใช้น้ำเบาที่มีแรงดันเป็นสารหล่อเย็น ซึ่งช่วยลดต้นทุนในการติดตั้งวงจรระบายความร้อนหลักได้อย่างมาก เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเติมน้ำหนักมากที่มีราคาแพงอีกต่อไป เครื่อง ACR-1000 ใช้น้ำหนักมากเพียงประมาณ 1/3 ของน้ำหนักที่จำเป็นในแบบรุ่นก่อนหน้า นอกจากนี้ยังช่วยขจัดปัญหาการผลิตทริเทียมในวงจรระบายความร้อน ซึ่งเป็นแหล่งที่มาหลักของการรั่วไหลของทริเทียมในแบบเครื่อง CANDU ที่ใช้งานอยู่ การออกแบบใหม่นี้ยังช่วยให้ค่าปฏิกิริยาของช่องว่าง เป็นลบเล็กน้อย ซึ่งเป็นเป้าหมายการออกแบบหลักของเครื่อง Gen III+ ทั้งหมด^{[ 52 ]}

การออกแบบยังต้องการการใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะเล็กน้อยซึ่งเสริมสมรรถนะประมาณ 1 หรือ 2% เหตุผลหลักคือเพื่อเพิ่มอัตราการเผาไหม้ ทำให้สามารถคงชุดเชื้อเพลิงไว้ในเครื่องปฏิกรณ์ได้นานขึ้น ส่งผลให้มีเชื้อเพลิงใช้แล้วเหลือเพียงหนึ่งในสามเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีผลต่อต้นทุนการดำเนินงานและตารางเวลา เนื่องจากความถี่ในการเติมเชื้อเพลิงลดลง เช่นเดียวกับการออกแบบ CANDU รุ่นก่อนๆ ACR-1000 ยังมีระบบเติมเชื้อเพลิงแบบออนไลน์อีกด้วย^{[ 52 ]}

นอกเหนือจากเครื่องปฏิกรณ์แล้ว ACR-1000 ยังมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบหลายประการที่คาดว่าจะช่วยลดต้นทุนการลงทุนและต้นทุนการดำเนินงานลงอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงหลักประการหนึ่งคืออายุการใช้งานตามการออกแบบที่ 60 ปี ซึ่งจะช่วยลดราคาไฟฟ้าที่ผลิตได้ตลอดอายุการใช้งานของโรงงานลงอย่างมาก การออกแบบนี้ยังมีปัจจัยกำลังการผลิตที่คาดว่าจะอยู่ที่ 90% เครื่องกำเนิดไอน้ำและกังหันที่มีแรงดันสูงขึ้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในส่วนปลายน้ำของเครื่องปฏิกรณ์^{[ 52 ]}

การเปลี่ยนแปลงการออกแบบการดำเนินงานหลายอย่างยังถูกนำไปใช้กับ CANDU  6 ที่มีอยู่เดิมเพื่อสร้าง Enhanced CANDU  6 หรือที่รู้จักกันในชื่อ CANDU  6e หรือ EC  6 ซึ่งเป็นการอัพเกรดแบบวิวัฒนาการของการออกแบบ CANDU  6 โดยมีกำลังการผลิตรวม 740  MWe หน่วย เครื่องปฏิกรณ์ได้รับการออกแบบให้มีอายุการใช้งานมากกว่า 50 ปี โดยมีโปรแกรมในช่วงกลางอายุการใช้งานเพื่อเปลี่ยนส่วนประกอบสำคัญบางอย่าง เช่น ช่องเชื้อเพลิงปัจจัยกำลังการผลิต เฉลี่ยต่อปีที่คาดการณ์ไว้ จะมากกว่า 90% การปรับปรุงเทคนิคการก่อสร้าง (รวมถึงการประกอบแบบโมดูลาร์และแบบเปิดด้านบน) ช่วยลดต้นทุนการก่อสร้าง CANDU  6e ได้รับการออกแบบให้ทำงานที่การตั้งค่าพลังงานต่ำถึง 50% ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการโหลดได้ดีกว่าการออกแบบก่อนหน้านี้มาก^{[ 53 ]}

เครื่องปฏิกรณ์ CANDU เชื้อเพลิงขั้นสูง (AFCR) จะเป็นการพัฒนาต่อยอดจากการออกแบบ EC6 ที่มีกำลังการผลิต 740 MWe ^{[ 54 ]}โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมและธอร์เรียมที่นำกลับมาใช้ใหม่^{[ 54 ]}และจะได้รับการพัฒนาโดยบริษัทร่วมทุนระหว่าง SNC-Lavalin, China National Nuclear Corporation และ Shanghai Electric ^{[ 55 ]}แต่การออกแบบธอร์เรียมไม่ได้ดำเนินการต่อเนื่องจากโครงการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีน (CAS) เกี่ยวกับเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวที่ผลิตธอร์เรียม^{[ 56 ]}

AtkinsRéalis กำลังพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ CANDU รุ่นต่อไป ซึ่งรู้จักกันในชื่อ CANDU Monark เป็นเครื่องปฏิกรณ์รุ่นที่ 3+ ที่มีกำลังการผลิต 1,000 เมกะวัตต์ การออกแบบนี้อิงตาม ACR-1000 และ EC6 เป็นหลัก^{[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]}

โดยส่วนใหญ่แล้ว CANDU ถือเป็น "เครื่องปฏิกรณ์ของออนแทรีโอ" ระบบนี้ได้รับการพัฒนาเกือบทั้งหมดในออนแทรีโอ และมีการสร้างแบบจำลองทดลองเพียงสองแบบในจังหวัดอื่น ๆ จากเครื่องปฏิกรณ์ CANDU เชิงพาณิชย์ 29 เครื่องที่สร้างขึ้น มี 22 เครื่องอยู่ในออนแทรีโอ ในจำนวน 22 เครื่องนี้ มีเครื่องปฏิกรณ์จำนวนหนึ่งที่ถูกปลดประจำการ มีการเสนอให้สร้างเครื่องปฏิกรณ์ CANDU ใหม่ 2 เครื่องสำหรับเมืองดาร์ลิงตัน โดยได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากรัฐบาลแคนาดา^{[ 60 ]}แต่แผนเหล่านี้สิ้นสุดลงในปี 2552 เนื่องจากต้นทุนสูง^{[ 61 ]}

AECL ได้ทำการตลาด CANDU อย่างหนักในแคนาดา แต่กลับได้รับการตอบรับที่จำกัด จนถึงปัจจุบัน มีการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ไม่ใช่เครื่องทดลองเพียงสองเครื่องในจังหวัดอื่นๆ คือ รัฐควิเบกและรัฐนิวบรันสวิก รัฐอื่นๆ มุ่งเน้นไปที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำและโรงไฟฟ้าถ่านหินเป็นหลัก หลายจังหวัดในแคนาดาได้พัฒนาพลังงานน้ำในปริมาณมาก รัฐอัลเบอร์ตาและรัฐซัสแคตเชวันไม่มีทรัพยากรพลังน้ำมากนัก และส่วนใหญ่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในการผลิตไฟฟ้า

มีการแสดงความสนใจในแคนาดาตะวันตกโดยกำลังพิจารณาใช้เครื่องปฏิกรณ์ CANDU เป็นแหล่งความร้อนและไฟฟ้าสำหรับกระบวนการสกัดน้ำมันทราย ที่ใช้พลังงานสูง ซึ่งปัจจุบันใช้ ก๊าซธรรมชาติบริษัทEnergy Alberta Corporationประกาศเมื่อวันที่ 27 สิงหาคม 2550 ว่าได้ยื่นขอใบอนุญาตสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งใหม่ที่ Lac Cardinal (30  กม. ทางตะวันตกของเมืองPeace River รัฐอัลเบอร์ตา ) โดยมีเครื่องปฏิกรณ์ ACR-1000 สองเครื่องที่จะเริ่มใช้งานในปี 2560 ผลิตไฟฟ้า ได้ 2.2 กิกะวัตต์^{[ 62 ]}การทบทวนของรัฐสภาในปี 2550 แนะนำให้ระงับความพยายามในการพัฒนาไว้ ก่อน ^{[ 63 ]}ต่อมาบริษัทถูกซื้อโดย Bruce Power ^{[ 64 ]}ซึ่งเสนอให้ขยายโรงไฟฟ้าเป็นสี่หน่วย รวมเป็น 4.4 กิกะวัตต์^{[ 65 ]}แผนเหล่านี้ถูกยกเลิก และต่อมา Bruce ได้ถอนใบสมัครสำหรับ Lac Cardinal โดยเสนอสถานที่ใหม่ที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 60  กม. แทน ^{[ 66 ]} แผนดังกล่าวอยู่ใน ภาวะชะงักงันหลังจากมีการปรึกษาหารือกับสาธารณชนอย่างกว้างขวาง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าประชากรประมาณ1/5 ^เปิดรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในขณะ ที่ 1/4คัดค้าน^[ 67 ^{] [ 68 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1970 ตลาดการขายโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระหว่างประเทศมีการแข่งขันสูงมาก โดยบริษัทนิวเคลียร์ของหลายประเทศได้รับการสนับสนุนจากสถานทูตต่างประเทศของรัฐบาลตนเอง นอกจากนี้ อัตราการก่อสร้างในสหรัฐอเมริกายังส่งผลให้ปัญหาค่าใช้จ่ายเกินงบประมาณและการก่อสร้างล่าช้าหมดไป และเครื่องปฏิกรณ์รุ่นต่อๆ ไปจะมีราคาถูกลง แคนาดาซึ่งเป็นผู้เล่นรายใหม่ในตลาดระหว่างประเทศ มีข้อเสียเปรียบหลายประการในความพยายามเหล่านี้ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบ CANDU ได้รับการออกแบบมาโดยเจตนาเพื่อลดความจำเป็นในการใช้ชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่ผ่านกระบวนการผลิต ทำให้เหมาะสำหรับการก่อสร้างในประเทศที่ไม่มีฐานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ความพยายามในการขายประสบความสำเร็จมากที่สุดในประเทศที่ไม่สามารถสร้างเครื่องปฏิกรณ์ตามแบบของบริษัทอื่นได้เองในท้องถิ่น

ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 AECL ระบุว่าการขายเครื่องปฏิกรณ์แต่ละครั้งจะจ้างชาวแคนาดา 3,600 คน และส่งผลให้มีรายได้เข้าสู่ดุลการชำระเงิน 300 ล้านดอลลาร์^{[ 69 ]}ความพยายามในการขายเหล่านี้มุ่งเป้าไปที่ประเทศที่ปกครองโดยระบอบเผด็จการหรือคล้ายคลึงกันเป็นหลัก ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่นำไปสู่ความกังวลอย่างมากในรัฐสภา^{[ 70 ]}ความพยายามเหล่านี้ยังนำไปสู่เรื่องอื้อฉาวเมื่อมีการค้นพบว่าเงินหลายล้านดอลลาร์ถูกมอบให้กับตัวแทนขายต่างประเทศ โดยแทบไม่มีบันทึกว่าพวกเขาเป็นใคร หรือพวกเขาทำอะไรเพื่อรับเงินนั้น^{[ 71 ]}สิ่งนี้ทำให้เกิด การสอบสวน โดยตำรวจม้าหลวงแคนาดาหลังจากมีการตั้งคำถามเกี่ยวกับความพยายามในการขายในอาร์เจนตินา และกฎระเบียบใหม่เกี่ยวกับการเปิดเผยค่าธรรมเนียมทั้งหมดสำหรับการขายในอนาคต^{[ 72 ]}

ความสำเร็จครั้งแรกของ CANDU คือการขายแบบจำลอง CANDU รุ่นแรกๆ ให้กับอินเดีย ในปี 1963 มีการลงนามข้อตกลงเพื่อส่งออกเครื่องปฏิกรณ์พลังงาน 200 เมกะวัตต์ ซึ่งมีพื้นฐานมาจากเครื่องปฏิกรณ์ Douglas Point ความสำเร็จของข้อตกลงนี้นำไปสู่การขายเครื่องปฏิกรณ์เครื่องที่สองที่มีการออกแบบเดียวกันในปี 1966 เครื่องปฏิกรณ์เครื่องแรก ซึ่งในขณะนั้นรู้จักกันในชื่อRAPP-1หรือ "โครงการพลังงานปรมาณูรัฐราชสถาน" เริ่มดำเนินการในปี 1972 ปัญหาที่ร้ายแรงเกี่ยวกับการแตกร้าวของแผ่นป้องกันด้านท้ายของเครื่องปฏิกรณ์ทำให้เครื่องปฏิกรณ์ต้องปิดตัวลงเป็นเวลานาน และในที่สุดเครื่องปฏิกรณ์ก็ถูกลดกำลังการผลิตลงเหลือ 100  เมกะวัตต์^{[ 73 ]}การก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ RAPP-2 ยังคงดำเนินอยู่เมื่ออินเดียจุดระเบิดระเบิดปรมาณู ลูกแรก ในปี 1974 ซึ่งนำไปสู่การที่แคนาดายุติการติดต่อด้านนิวเคลียร์กับประเทศดังกล่าว ส่วนหนึ่งของข้อตกลงการขายคือกระบวนการถ่ายโอนเทคโนโลยี เมื่อแคนาดาถอนตัวจากการพัฒนา อินเดียก็ยังคงก่อสร้างโรงงานที่คล้ายกับ CANDU ทั่วประเทศต่อไป^{[ 74 ]}ภายในปี 2010 เครื่องปฏิกรณ์แบบ CANDU ได้เริ่มดำเนินการที่ไซต์ต่อไปนี้: Kaiga (3), Kakrapar (2), Madras (2), Narora (2), Rajasthan (6) และ Tarapur (2)

ในประเทศปากีสถานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์การาจีซึ่งมีกำลังการผลิตรวม 137  เมกะวัตต์สร้างขึ้นระหว่างปี 1966 ถึง 1971

ในปี พ.ศ. 2515 AECL ได้ส่งแบบแผนการออกแบบโรงไฟฟ้า Pickering ให้กับ Comision Nacional de Energia Atomica ของอาร์เจนตินา โดยร่วมมือกับบริษัท Italimpianti ของอิตาลี อัตราเงินเฟ้อสูงในช่วงระหว่างการก่อสร้างทำให้เกิดการขาดทุนอย่างมหาศาล และความพยายามในการเจรจาต่อรองข้อตกลงใหม่ถูกขัดจังหวะโดยการรัฐประหารในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2519 ที่นำโดยนายพล Videla โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Embalseเริ่มดำเนินการเชิงพาณิชย์ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2527 ^{[ 75 ]}มีการเจรจาอย่างต่อเนื่องเพื่อเปิด เครื่องปฏิกรณ์ CANDU 6 เพิ่มเติมในประเทศ รวมถึงข้อตกลงในปี พ.ศ. 2550 ระหว่างแคนาดา จีน และอาร์เจนตินา แต่จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการประกาศแผนการที่แน่ชัด^{[ 76 ]}

มีการลงนามในข้อตกลงอนุญาตกับโรมาเนียในปี 1977 โดยขายแบบ CANDU  6 ในราคา 5 ล้านดอลลาร์ต่อเครื่องปฏิกรณ์สำหรับเครื่องปฏิกรณ์สี่เครื่องแรก และจากนั้น 2 ล้านดอลลาร์ต่อเครื่องสำหรับเครื่องปฏิกรณ์อีกสิบสองเครื่องถัดไป นอกจากนี้ บริษัทแคนาดาจะจัดหาอุปกรณ์สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ในปริมาณที่แตกต่างกัน ประมาณ 100 ล้านดอลลาร์จากราคาเครื่องปฏิกรณ์เครื่องแรก 800 ล้านดอลลาร์ และจากนั้นจะลดลงเรื่อยๆ ในปี 1980 นิโคไล เชาเชสคูขอให้มีการแก้ไขโดยจัดหาสินค้าแทนเงินสด เพื่อแลกกับการเพิ่มปริมาณเนื้อหาจากแคนาดา และจะมีการสร้างเครื่องปฏิกรณ์เครื่องที่สองด้วยความช่วยเหลือจากแคนาดา ปัญหาเศรษฐกิจในประเทศเลวร้ายลงตลอดช่วงการก่อสร้าง เครื่องปฏิกรณ์เครื่องแรกของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Cernavodăเพิ่งเปิดใช้งานในเดือนเมษายน 1996 ซึ่งเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษหลังจากที่คาดว่าจะเริ่มใช้งานในเดือนธันวาคม 1985 ^{[ 77 ]}มีการจัดหาเงินกู้เพิ่มเติมเพื่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์เครื่องที่สองให้แล้วเสร็จ ซึ่งเปิดใช้งานในเดือนพฤศจิกายน 2007 ^{[ 78 ]}

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2518 มีการประกาศข้อตกลงสำหรับ การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ CANDU 6 เพียงเครื่องเดียวในเกาหลีใต้ ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อเครื่องปฏิกรณ์พลังงาน Wolsong-1การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2520 และเริ่มดำเนินการเชิงพาณิชย์ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2526 ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2533 มีการประกาศข้อตกลงเพิ่มเติมสำหรับหน่วยเพิ่มเติมอีกสามหน่วยในสถานที่เดียวกัน ซึ่งเริ่มดำเนินการในช่วงปี พ.ศ. 2540-2542 ^{[ 79 ]}เกาหลีใต้ยังได้เจรจาข้อตกลงการพัฒนาและการถ่ายโอนเทคโนโลยีกับ Westinghouse สำหรับการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ System-80 ขั้นสูง และการพัฒนาในอนาคตทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับเวอร์ชันที่สร้างขึ้นในท้องถิ่นของเครื่องปฏิกรณ์นี้^{[ 80 ]}

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2541 การก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ CANDU  6 เริ่มขึ้นที่ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ฉินซาน ประเทศจีน ซึ่งเป็นเฟสที่ 3 (หน่วยที่ 4 และ 5) ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่วางแผนไว้ 11 หน่วย การดำเนินงานเชิงพาณิชย์เริ่มขึ้นในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2545 และกรกฎาคม พ.ศ. 2546 ตามลำดับ เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้เป็นเครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักเบาเครื่องแรกในประเทศจีน ฉินซานเป็นโครงการ CANDU-6 แห่งแรกที่ใช้การก่อสร้างอาคารเครื่องปฏิกรณ์แบบเปิดด้านบน และเป็นโครงการแรกที่เริ่มดำเนินการเชิงพาณิชย์เร็วกว่าวันที่คาดการณ์ไว้^{[ 81 ]}

ต้นทุนของไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าใดๆ สามารถคำนวณได้โดยประมาณจากปัจจัยที่เหมือนกัน ได้แก่ ต้นทุนด้านเงินทุนสำหรับการก่อสร้างหรือการชำระคืนเงินกู้ที่ใช้เป็นหลักประกันเงินทุนนั้น ต้นทุนเชื้อเพลิงต่อวัตต์-ชั่วโมง และค่าบำรุงรักษาคงที่และผันแปร ในกรณีของพลังงานนิวเคลียร์ โดยปกติจะรวมต้นทุนเพิ่มเติมอีกสองรายการ คือ ต้นทุนการกำจัดกากกัมมันตรังสีอย่างถาวร และต้นทุนการรื้อถอนโรงไฟฟ้าเมื่อหมดอายุการใช้งาน โดยทั่วไป ต้นทุนด้านเงินทุนจะเป็นตัวกำหนดราคาของพลังงานนิวเคลียร์ เนื่องจากปริมาณพลังงานที่ผลิตได้มีมากจนต้นทุนเชื้อเพลิงและการบำรุงรักษาจะสูงกว่ามาก^{[ 82 ]}สมาคมนิวเคลียร์โลกคำนวณว่าต้นทุนเชื้อเพลิง รวมถึงกระบวนการทั้งหมด มีราคาน้อยกว่าหนึ่งเซนต์ (0.01 ดอลลาร์สหรัฐ) ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง^{[ 83 ]}

ข้อมูลเกี่ยวกับผลการดำเนินงานทางเศรษฐกิจของ CANDU ค่อนข้างไม่สมดุล โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่อยู่ในออนแทรีโอ ซึ่งถือเป็น "แหล่งข่าว" ที่สำคัญที่สุดในบรรดาผู้ดำเนินการ CANDU รายใหญ่ องค์กรต่อต้านนิวเคลียร์หลายแห่ง เช่น Ontario Clean Air Alliance (OCAA) และ Pembina อ้างว่าการออกแบบ CANDU ทุกแห่งในออนแทรีโอใช้งบประมาณเกินกว่าที่กำหนดไว้อย่างน้อย 25% และโดยเฉลี่ยสูงกว่าที่ประมาณการไว้ถึง 150% ^{[ 84 ]}อย่างไรก็ตาม ข้อมูลนี้ขึ้นอยู่กับการใช้ตัวเลข "ดอลลาร์ ณ วันนั้น" ซึ่งไม่ได้ปรับตามอัตราเงินเฟ้อ เมื่อคำนึงถึงอัตราเงินเฟ้อแล้ว โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทุกแห่งใช้งบประมาณตามที่กำหนดหรือต่ำกว่าที่กำหนด ยกเว้นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ดาร์ลิงตัน แม้จะคำนึงถึงอัตราเงินเฟ้อแล้ว โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ดาร์ลิงตันก็ยังใช้งบประมาณเกินกว่าที่กำหนดไว้มาก เกือบสองเท่าของประมาณการเดิม แต่โครงการนี้ถูกระงับกลางคัน ทำให้เกิดค่าใช้จ่ายดอกเบี้ยเพิ่มเติมในช่วงที่อัตราดอกเบี้ยสูง ซึ่งเป็นสถานการณ์พิเศษที่ไม่คาดว่าจะเกิดขึ้นซ้ำอีก

ในช่วงทศวรรษ 1980 ท่อรับแรงดันใน เครื่องปฏิกรณ์ Pickering A ถูกเปลี่ยนก่อนกำหนดอายุการใช้งานที่ออกแบบไว้ เนื่องจากความเสื่อมสภาพที่ไม่คาดคิดซึ่งเกิดจากปรากฏการณ์การเปราะตัวของไฮโดรเจนการตรวจสอบและบำรุงรักษาอย่างครอบคลุมได้ช่วยป้องกันปัญหานี้ในเครื่องปฏิกรณ์รุ่นต่อมา

เตาปฏิกรณ์ Pickering  A และ Bruce  A ทั้งหมดถูกปิดใช้งานในปี 1999 เพื่อมุ่งเน้นไปที่การฟื้นฟูประสิทธิภาพการทำงานของเตาปฏิกรณ์รุ่นต่อๆ ไปที่ Pickering, Bruce และ Darlington ก่อนที่จะเริ่มเดิน เครื่องเตาปฏิกรณ์ Pickering A อีกครั้ง OPG ได้ดำเนินโครงการปรับปรุงซ่อมแซมในวงจำกัด การประมาณการต้นทุนและเวลาเริ่มต้นซึ่งอิงจากการพัฒนาขอบเขตโครงการที่ไม่เพียงพอ ต่ำกว่าเวลาและต้นทุนจริงอย่างมาก และได้มีการตัดสินใจว่าหน่วย Pickering 2 และ 3 จะไม่ถูกนำกลับมาใช้งานอีกด้วยเหตุผลทางธุรกิจ

การใช้งบประมาณเกินกำหนดเหล่านี้เกิดขึ้นซ้ำที่บรูซ โดยหน่วยที่ 3 และ 4 ใช้งบประมาณเกินกำหนดถึง 90% ^{[ 84 ]} การใช้งบประมาณ เกินกำหนดในลักษณะเดียวกันนี้เกิดขึ้นที่พอยต์เลอเปรอ^{[ 85 ]}และโรงไฟฟ้าเจนทิลลี-2 ถูกปิดตัวลงเมื่อวันที่ 28 ธันวาคม พ.ศ. 2555 ^{[ 86 ]}

จากต้นทุนการลงทุนที่คาดการณ์ไว้ และต้นทุนเชื้อเพลิงและการบำรุงรักษาที่ต่ำ ในปี 1994 คาดว่าพลังงานจาก CANDU จะมีราคาต่ำกว่า 5  เซนต์/กิโลวัตต์ชั่วโมง^{[ 87 ]}

ในปี 1999 บริษัท Ontario Hydro ถูกแยกส่วน และโรงไฟฟ้าต่างๆ ถูกจัดตั้งใหม่เป็นOntario Power Generation (OPG) เพื่อให้บริษัทที่สืบทอดกิจการมีความน่าสนใจมากขึ้นสำหรับนักลงทุนภาคเอกชน หนี้เสียจำนวน 19.4 พันล้านดอลลาร์จึงถูกโอนไปอยู่ภายใต้การควบคุมของ Ontario Electricity Financial Corporation หนี้จำนวนนี้จะค่อยๆ ชำระคืนผ่านแหล่งเงินทุนต่างๆ รวมถึงค่าไฟฟ้า 0.7 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ภาษีเงินได้ทั้งหมดที่จ่ายโดยบริษัทที่ดำเนินงานทั้งหมด และเงินปันผลทั้งหมดที่จ่ายโดย OPG และHydro One

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2569 โครงการปรับปรุงครั้งใหญ่ของโรงงานดาร์ลิงตันทั้งสี่หน่วยเสร็จสมบูรณ์ โดยใช้งบประมาณน้อยกว่าที่กำหนดและเร็วกว่ากำหนดการถึงสี่เดือน^{[ 88 ]}

หน่วยดาร์ลิงตัน 1, 3 และ 4 ดำเนินการโดยมีปัจจัยกำลังการผลิตเฉลี่ยตลอดอายุการใช้งานที่ 85% และหน่วย 2 มีปัจจัยกำลังการผลิตที่ 78% ^{[ 89 ]}ณ ปี 2010หน่วยที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ที่ Pickering และ Bruce มีปัจจัยกำลังการผลิตตลอดอายุการใช้งานระหว่าง 59 ถึง 69% ^{[ 90 ]}ซึ่งรวมถึงช่วงเวลาหลายปีในขณะที่หน่วยถูกปิดเพื่อเปลี่ยนท่อและปรับปรุงใหม่ ปัจจัยกำลังการผลิตหลังการปรับปรุงใหม่นั้นสูงกว่ามาก โดย Bruce A1 อยู่ที่ 90.78%, Bruce A2 อยู่ที่ 90.38% (2013+) ^{[ 17 ]} Pickering A1 อยู่ที่ 71.18% และ Pickering A4 อยู่ที่ 70.38% ^{[ 91 ]}ในปี 2009  หน่วย Bruce A 3 และ 4 มีปัจจัยกำลังการผลิต 80.5% และ 76.7% ตามลำดับ ในปีที่มีการหยุดทำงานครั้งใหญ่ของอาคารสุญญากาศ^{[ 92 ]}

ผู้ประกอบการเครื่องปฏิกรณ์ CANDU หลายรายในแคนาดาได้ก่อตั้งกลุ่มเจ้าของเครื่องปฏิกรณ์ CANDU ขึ้นในปี พ.ศ. 2527 ^{[ 100 ]}ต่อมาผู้ประกอบการระหว่างประเทศได้เข้าร่วมด้วย และในปี พ.ศ. 2568 ได้เปลี่ยนชื่อเป็น Conexus Nuclear Inc. ^{[ 101 ]}

องค์กรนี้ร่วมมือในหลายด้านเพื่อส่งเสริมเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ CANDU:

1. การวิจัยและพัฒนา^{[ 102 ]}ซึ่งรวมถึงเงินทุนพื้นฐานสำหรับส่วนหนึ่งของค่าใช้จ่ายในการวิจัยและพัฒนาของ AECL ^{[ 103 ]}
2. โครงการและบริการร่วมกัน^{[ 104 ]}
3. ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และกิจการด้านสิ่งแวดล้อม^{[ 104 ]}
4. การแลกเปลี่ยนข้อมูล^{[ 104 ]}