원자력발전의 외부비용을 추정하는 문제는 더욱 복잡하다. 우선 원자력발전을 통해 전력이 생산되면 방사능 폐기물이 생산되는 것을 피할 수 없고, 사고가 발생하면 피해가 발생하므로 원자력발전의 외부효과는 부정적일 수 있다. 반면에 원자력은 CO2를 배출하지 않으며 에너지 의존도를 줄여준다. 이는 긍정적인 외부효과이다. 따라서 원자력 발전의 외부효과를 추정하기 위해서는 원자로를 폐기처분하고 장기 폐기물을 저장하는 비용은 얼마나 드는지, 대기 중으로 탄소 1톤을 방출하는 비용을 얼마나 설정해야 한다. 더불어 에너지 독립 또는 핵무기 확산의 리스크를 감안하여 국가 안보에 대한 원자력발전의 외부효과를 산정할 때 어떤 방법을 사용해야 하는지를 고민해야 한다.
원전은 방사능 폐기물과 핵사고 피해 위험이 있지만, CO2를 무배출하고 에너지 의존도를 줄인다. 따라서 외부비용 추정은 원자로 폐기-폐기물 저장과 탄소 배출비, 국가 안보적 요인을 고려해야 한다.