2002年より、原子力発電環境整備機構（NUMO）が地層処分を行う場所を公募開始。2028年までに調査を終えて処分地を決定、2038年までに処分を開始するタイムスケジュールとなっている。処分場の設置に当たっては、関連施設の誘致などが見込まれ、疲弊した地方の自治体には興味を示すところは少なくないとされる。ただし、誘致を表面化させた場合、周辺自治体等からの猛反発は避けられず、水面下での検討を余儀なくされている。地層処分に関して自治体への援助は、その地域の「文献調査」（過去の地震等の調査）の実施に対して年間2億1,000万円が交付される。また「概要調査地区」（地層の実際の調査）では年間20億円の電源立地交付金が給付される。地方交付税の大幅削減の状況下で財政再建に苦しむ自治体ではこの交付金目的で調査に応じる場合も予想されている。原子力発電環境整備機構では公募開始後、応募があれば対応するという受け身の活動であったが、2005年以降は要員を増強し地方へ長期出張して説明会・勉強会を実施するなど能動的応募獲得活動に移っている。下記の検討・応募状況以外にも多くの自治体から原子力発電環境整備機構（NUMO）への問い合わせがある。2017年7月28日、経済産業省資源エネルギー庁は地層処分の適・不適の別を記した「科学的特性マップ」を公表した。
地層処分の研究開発は、1976年より実施されている。1992年に動力炉・核燃料開発事業団（現：日本原子力研究開発機構）が地層処分の技術的可能性を示した。地層処分の技術的な信頼性を高めるために茨城県東海村に地層処分基盤研究施設（放射性同位元素を使用しない施設）における研究開発を1993年より実施した。さらに、地層処分放射化学研究施設（放射性同位元素を使用可能な施設）を建設・開設した。両施設における研究成果をとりまとめ、核燃料サイクル開発機構（現：日本原子力研究開発機構）は1999年に地層処分の技術的信頼性を示した。この成果を受けて実際の日本の地下深部に関わる研究を実施するため、2001年に幌延深地層研究センターを、2002年に瑞浪超深地層研究所（岐阜県瑞浪市）の建設に着工し、地層処分や深部地下環境に関わる研究が実施されている。高レベル放射性廃棄物は1996年3月時点でガラス固化体に換算して1万2千本相当が溜まっており、2030年には7万本相当になると試算されており地層処分施設では5.6~7km²の用地を必要と見積もられている。2010年3月末時点で日本国内には処理の済んだガラス固化体1338本が日本原燃六ヶ所高レベル放射性廃棄物貯蔵管理センターで保管されている。日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターには200リットルドラム缶換算で28836本相当の処理待ちの廃棄物が保管されている。日本は地震が多い火山国であるが、それでも地層処分の条件である例えば地下水が少なく活断層のない安定した地盤の補地はとしては宮城県や福島県のようにあり、問題は住民の理解が得られるかに掛っている。石炭層は地下水流量が多く適さない。
2009年の時点でのガラス固化体の日本での在庫は日本原燃・再処理事業所に1445本、東海研究開発センターに247本であった。東海研究開発センターには他にガラス固化処分待ちの380立方メートルの高レベル放射性廃液があった。
日本で計画されているステンレス製のキャニスター1本のガラス固化体（正味体積150リットル、正味重量約400kg）の放射能は約4x10¹⁵ベクレル（最大4.5x10¹⁶ベクレル）で、その放射能は50年（一次冷却保管）後に半減、100年後に1/10、1000年後に1/400、1万年後に1/2000、10万年後に1/6000の約7x10¹¹ベクレル、100万年後に1万分の1の約3.5x10¹¹ベクレル、5000万年後に5百万分の1、10兆年後に5.5x10⁸ベクレルへと減少していく（注意　記述の放射能の減衰の数値は原典のグラフを目測したもので正確な数値ではない）。
201便は40人の乗客と7人の乗員を乗せて現地時間20時37分にパナマシティのトクメン国際空港の滑走路21Lからカリに向けて離陸した。離陸から約10分後の20時47分に、機長がパナマシティの管制官に気象情報を聞いた。管制官は201便の 30–50 マイル (48–80 km) 先に悪天候が広がっていることを伝えた。機長は管制官に悪天候を避けるルートを飛行する許可を求め、新しいルートとしてダリエン県上空を飛行することになった。最後の無線交信は20時48分で、201便がFL250に到達したというレポートだった。高度 25,000 フィート (7,600 m) を飛行していた201便は、レポートから2分後の20時56分に右に80度傾いた状態で急降下しはじめた。機体は音速を越え、高度 10,000 フィート (3,000 m) で空中分解した。201便は 486 ノット (900 km/h; 559 mph) でダリエン地峡内のジャングルに墜落した。トクメン国際空港に接近していたKLMオランダ航空のDC-10が、コロンビア国境とダリエン県の間のエリアで、彼らから数キロメートル離れた位置にいる201便のトランスポンダーからの遭難信号を傍受したと、20時57分に管制に報告した。管制官は緊急事態を宣言し、ボゴタにあるコロンビア管制センターに行方不明の飛行機について通知した。翌日の明け方に捜索救援機が201便の機影が消えた場所に派遣された。8時間後、捜索隊はダリエン地峡のジャングルで最初の残骸を見つけた。到達が難しい場所であったために、救助隊が到達するのに12時間がかかった。遺体と機体の残骸が半径 10 キロメートル (6.2 mi) に飛散していたため、調査は非常に困難なものとなった。調査官が墜落現場に到着し、墜落事故の原因を調べる調査が始まった。