Esimesed aatomielektrijaamad olid jõudnud selleks ajaks töötada juba enam kui viis aastat. Nende tööpõhimõte ei erinenud eriliselt tavapärasest soojuselektrijaamadest. Ainsa vahena kasutati boilerite kütmiseks ja auruturbiinide käitamiseks põlemisreaktsiooni käigus vabanenud soojuse asemel radioaktiivsel lagunemisel eraldanud energiat.

Los Alamoses loodud aatompatarei eelkäija osutus ootuspäraselt võrreldes tuumareaktoritega äärmiselt ebatõhusaks. Elektri tootmiseks kasutati vaid murdosa soojusest – ülejäänu küttis sisuliselt õhku. Seade tootis piisavalt energiat, et hoida põlemas 100 vatist lambipirni 12 tundi, maksimaalne saavutatud pinge oli aga vaid 3,8 volti. Piirangutele vaatamata leidsid selle edasiarendused kasutust näiteks majakates ja Päikesesüsteemi välisosa uurivates sondides.

Elektrienergia tootmiseks ehitatud seadme töö põhines 1821. aastal avastatud termoelektrilisel efektil. Thomas Seebeck leidis toona, et kahe erinevast materjalist elektrijuhi ühenduskohtade temperatuuri erinevus tekitab vooluahelas elektrivoolu. Laengukandjad hakkavad liikuma materjali kuumemast osast külmemasse.