Низкая энергия связи лития с ядром на нуклон позволяет использовать этот элемент в атомной промышленности. 1 Литий — единственный элемент с низким номером, который может производить чистую энергию за счёт ядерного деления. 1

Некоторые области применения лития в атомной промышленности:

• Получение трития. 5 Литий-6 используется для получения радиоактивного трития, который применяется в качестве сырья для термоядерной реакции и в качестве замедлителя в ядерных реакторах. 5
• Роль теплоносителя. 45 Изотоп лития-7 (часто в виде сплава с натрием или цезием) служит эффективным теплоносителем благодаря высокой удельной теплоёмкости и низкому сечению захвата тепловых нейтронов. 45
• Поддержание водно-химического режима. 4 Соединения лития, обогащённые по изотопу лития-7, применяются на некоторых типах водо-водяных ядерных реакторов для снижения коррозии трубопроводов. 4
• Участие в организации замкнутого цикла трития. 23 Литий, который в ходе термоядерной реакции будет облучаться нейтронами, позволяет получать на выходе тритий, который можно будет снова использовать как топливо. 23