กากกัมมันตรังสี

กากกัมมันตรังสี (อังกฤษ: Radioactive waste) เป็นของเสียที่ประกอบด้วยสารกัมมันตรังสี กากกัมมันตรังสีมักจะเป็น'ผลพลอยได้'ของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์และการใช้งานอื่นๆจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันหรือเทคโนโลยีนิวเคลียร์ เช่นการวิจัยนิวเคลียร์และการแพทย์นิวเคลียร์ กากกัมมันตรังสีเป็นอันตรายต่อสิ่งที่มีชีวิตและสิ่งแวดล้อม และถูกกำกับดูแลโดยหน่วยงานภาครัฐในการที่จะปกป้องสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคนิวตรอนไปกระทบกับนิวเคลียสของยูเรเนียมในสภาวะที่เหมาะสม ทำให้นิวเคลียสของยูเรเนียมแตกออกเป็นธาตุใหม่สองชนิดที่เป็นธาตุกัมมันตรังสีพร้อมทั้งให้พลังงานและนิวตรอนที่เกิดขึ้นใหม่ด้วย ธาตุใหม่สองชนิดที่เกิดจากการแตกตัวของยูเรเนียมนี้เองเรียกว่า กากกัมมันตรังสี ซึ่งจะติดอยู่ในเม็ดเชื้อเพลิง
ยูเรเนียมที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะถูกอัดเป็นเม็ดเซรามิก บรรจุเรียงตัวกันภายในแท่งเชื้อเพลิง จากนั้นจึงนำไปใช้งานในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ กากกัมมันตรังสีจากปฏิกิริยาการแตกตัวของยูเรเนียมที่เกิดอย่างต่อเนื่องเป็นลูกโซ่ภายในเครื่องปฏิกรณ์จะถูกกักเก็บอย่างมิดชิดภายในเม็ดเชื้อเพลิงที่มีปลอกแท่งเชื้อเพลิงห่อหุ้มอีกชั้นหนึ่ง ภายหลังการใช้งานแท่งเชื้อเพลิงไประยะหนึ่งจะมีกากกัมมันตรังสีเกิดสะสมขึ้นในเม็ดเชื้อเพลิงเป็นจำนวนมาก ทำให้ประสิทธิภาพของปฏิกิริยาลูกโซ่ลดลงจึงจำเป็นต้องมีการสับเปลี่ยนนำแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้ว (อังกฤษ: spent nuclear fuel (SNF)) ออกมาและเติมแท่งเชื้อเพลิงใหม่เข้าไปเพื่อให้ปฏิกิริยาดำเนินต่อไปได้
นอกจากนี้ระหว่างการเดินเครื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยังมีกากกัมมันตรังสีบางประเภทปะปนในน้ำระบายความร้อนและอุปกรณ์ภายในเครื่องปฏิกรณ์ จากการดูดจับอนุภาคนิวตรอน ด้วยเหตุนี้ทำให้ผู้ผลิตไฟฟ้ามีภาระรับผิดชอบในการจัดการกับกากกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้น เพื่อป้องกันมิให้สารกัมมันตรังสีรั่วไหลออกสู่ภายนอกโรงไฟฟ้า ส่งผลกระทบต่อมนุษย์ และสิ่งแวดล้อม
กัมมันตภาพรังสีสามารถสูญสลายตามธรรมชาติไปตามกาลเวลา ดังนั้นกากกัมมันตรังสีจะต้องมีการแยกและถูกคุมขังในสิ่งอำนวยความสะดวกเพื่อการกำจัดที่เหมาะสมเป็นระยะเวลานานเพียงพอจนกว่ามันจะไม่ทำให้เกิดอันตรายร้ายแรงอีกต่อไป ระยะเวลาของการเก็บกากของเสียจะขึ้นอยู่กับประเภทของของเสียและประเภทของไอโซโทปกัมมันตรังสี มันอาจมีระยะเวลาไม่กี่วันสำหรับไอโซโทปที่อายุสั้นมากๆจนถึงหลายล้านปีสำหรับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว วิธีการที่สำคัญในปัจจุบันในการจัดการกับกากกัมมันตรังสีคือการแยกและจัดเก็บสำหรับของเสียอายุสั้น การกำจัดโดยการฝังตื้นใกล้พื้นผิวโลกสำหรับของเสียระดับต่ำและระดับกลางบางส่วน และการฝังศพลึกหรือการแบ่งส่วน/การแปลงสภาพ (อังกฤษ: transmutation) สำหรับของเสียในระดับสูง
บทสรุปของปริมาณกากกัมมันตรังสีและแนวทางการจัดการสำหรับประเทศที่พัฒนาแล้วส่วนใหญ่จะมีการนำเสนอและทบทวนเป็นระยะๆซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ 'อนุสัญญาร่วมว่าด้วยความปลอดภัยของระบบการบริหารจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วและความปลอดภัยของการจัดการของเสียกัมมันตรังสี' (อังกฤษ: Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management) ของสำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (อังกฤษ: International Atomic Energy Agency (IAEA))

แหล่งที่มาของของเสีย

กากกัมมันตรังสีมีที่มาจากหลายแหล่ง ส่วนใหญ่มาจากวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และจากการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่(อังกฤษ: reprocessing) ของอาวุธนิวเคลียร์ แหล่งอื่นๆได้แก่ ของเสียจากการแพทย์และอุตสาหกรรมเช่นเดียวกับสารกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ(อังกฤษ: naturally occurring radioactive materials (NORM)) ที่ถูกทำให้เข้มข้นโดยผ่านกระบวนการผลิตหรือการบริโภคถ่านหิน น้ำมันและแก๊ส และแร่ธาตุบางอย่างตามที่กล่าวไว้ด้านล่าง

ปลายส่วนหน้า

ของเสียจากส่วนหน้าของวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์โดยปกติจะเป็นการปล่อยรังสีอัลฟา (อังกฤษ: alpha-emitting) จากการสกัดยูเรเนียมซึ่งมักจะประกอบด้วยเรเดียมและผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการสลายตัวของมัน
ยูเรเนียมไดออกไซด์ (UO₂) เข้มข้นจากการทำเหมืองแร่มีกัมมันตรังสีไม่มาก - เพียงพันเท่าหรือมากกว่าของปริมาณกัมมันตรังสีจากหินแกรนิตที่ใช้ในการก่อสร้าง มันถูกกลั่นจาก yellowcake (U₃O₈) แล้วถูกแปลงให้เป็นแก๊สยูเรเนียม hexafluoride (UF₆) ในขณะที่เป็นแก๊ส จะผ่านกระบวนการเสริมสมรรถนะเพื่อเพิ่มเนื้อแร่ของ U-235 จาก 0.7% เป็นประมาณ 4.4% (LEU) จากนั้น มันจะถูกเปลี่ยนให้เป็นออกไซด์เซรามิกแข็ง (UO₂) สำหรับประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์.
ผลพลอยได้หลักจากการเสริมสมรรถนะจะเป็นยูเรเนียมหมดสภาพ (อังกฤษ: depleted uranium (DU)) โดยเฉพาะอย่างยิ่งไอโซโทป U-238 ที่มีเนื้อแร่ U-235 ที่ ~ 0.3% มันจะถูกเก็บไว้ อาจอยู่ในรูปของ UF₆ หรือเป็น U₃O₈ บางตัวจะถูกใช้งานในที่ซึ่งความหนาแน่นสูงมากของมันทำให้มันมีค่าเช่นทำกระสุนต่อต้านรถถัง แม้กระทั่งเคยถูกทำเป็นกระดูกงูเรือใบอย่างน้อยครั้งหนึ่ง. นอกจากนี้ มันยังถูกนำไปใช้กับพลูโตเนียมสำหรับการทำเชื้อเพลิงออกไซด์ผสม (อังกฤษ: mixed oxide fuel (MOX)) และเพื่อเจือจาง หรือกลั่นยูเรเนียมสมรรถนะสูงจากการสะสมอาวุธให้ต่ำลง (อังกฤษ: downbrend) ซึ่งปัจจุบันถูกเปลี่ยนมาเป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์

ปลายส่วนหลัง

ดูเพิ่มเติม: การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่
ปลายส่วนหลังของวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ส่วนใหญ่เป็นแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้ว ประกอบด้วย ผลผลิตจากฟิชชัน (อังกฤษ: fission product) ที่ปล่อยรังสีบีตาและแกมมา และ actinides ทั้งหลายที่ปล่อยอนุภาคแอลฟา เช่นยูเรเนียม-234 เนปทูเนียม-237 พลูโตเนียม-238 และอเมอริเซียม-241 และแม้แต่ตัวปล่อยนิวตรอนบางอย่างเช่นแคลิฟอร์เนียม (Cf) ไอโซโทปเหล่านี้จะเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องแยกแยะกระบวนการ (อังกฤษ: processing) ของยูเรเนียมที่จะทำเป็นเชื้อเพลิงออกจากการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ (อังกฤษ: reprocessing) ของเชื้อเพลิงใช้แล้ว เชื้อเพลิงใช้แล้วประกอบด้วยผลผลิตจากฟิชชันที่มีกัมมันตรังสีสูง (ดูของเสียระดับสูงด้านล่าง) ผลผลิตเหล่านี้จำนวนมากจะเป็นตัวดูดซับนิวตรอนที่เรียกว่า'neutron poison'ในบริบทนี้ นิวตรอนพอยซันเหล่านี้ในที่สุดจะสะสมจนถึงระดับที่พวกมันดูดซับนิวตรอนจำนวนมากซะจนทำให้ปฏิกิริยาลูกโซ่หยุด แม้ว่าแท่งควบคุม (ตัวดูดซับ)จะถูกดึงออกจนหมดแล้วก็ตาม ณ จุดนั้น เชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์จะต้องถูกเปลี่ยนด้วยเชื้อเพลิงใหม่สด แม้ว่าจะยังคงมีปริมาณของยูเรเนียม-235 และพลูโทเนียมเหลืออยู่อีกมาก ในสหรัฐอเมริกา เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วนี้จะถูกเก็บไว้ ในขณะที่ในบางประเทศเช่นรัสเซีย สหราชอาณาจักรฝรั่งเศส ญี่ปุ่นและอินเดีย เชื้อเพลิงนี้จะมีการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่เพื่อลบล้างผลผลิตจากฟิชชั่นออก แล้วนำเชื้อเพลิงนั้นกลับมาใช้ใหม่ การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่นี้เกี่ยวข้องกับการจัดการสารกัมมันตรังสีสูง และผลิตภัณฑ์ที่ถุกแยกออกจากเชื้อเพลิงจะมีรูปแบบของเสียที่เข้มข้นในระดับสูงเหมือนกับสารเคมีที่ใช้ในกระบวนการทั่วไป ในขณะที่ประเทศเหล่านี้ทำการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของเชื้อเพลิงโดยรีไซเคิลพลูโตเนียมเพียงรอบเดียว อินเดียเป็นประเทศเดียวที่รู้กันว่ามีการวางแผนที่จะรีไซเคิลพลูโตเนียมหลายรอบ

องค์ประกอบเชื้อเพลิงและกัมมันตภาพรังสีในระยะยาว

ดูเพิ่มเติม: เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วและของเสียระดับสูง
กากกัมมันตรังสีอายุยืนจากปลายด้านหลังของวัฏจักรเชื้อเพลิงมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการออกแบบวางแผนการจัดการของเสียที่สมบูรณ์สำหรับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว(อังกฤษ: spent nuclear fuel (SNF)). เมื่อมองไปที่การสลายกัมมันตรังสีในระยะยาว, actinides ใน SNF มีอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากครึ่งชีวิตของพวกมันที่ยาวอย่างมีลักษณะสำคัญเป็นพิเศษ. ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใช้เป็นเชื้อเพลิง, องค์ประกอบ actinide ใน SNF ก็จะแตกต่างกัน
ตัวอย่างของผลกระทบนี้คือการใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่มีทอเรียม. Th-232 เป็นวัสดุที่อุดมสมบูรณ์ที่สามารถรับปฏิกิริยาการจับนิวตรอนและการสลายกัมมันตรังสีที่ให้บีตาลบสองตัว (อังกฤษ: two beta minus decays), เป็นผลในการผลิต U-233 ที่ทำฟิชชั่นได้. SNF ของวัฏจักรที่มีทอเรียมจะประกอบด้วย U-233. การสลายกัมมันตรังสีของมันจะมีผลอย่างมากต่อเส้นโค้งกิจกรรมระยะยาวของ SNF ประมาณ 1 ล้านปี. การเปรียบเทียบของกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับ U-233 สำหรับชนิดที่แตกต่างกันของ SNF สามอย่างสามารถมองเห็นในภาพด้านบนขวา
เชื้อเพลิงที่ถูกเผาเป็นทอเรียมที่มีพลูโตเนียมเกรดเครื่องปฏิกรณ์(อังกฤษ: reactor-grade plutonium (RGPu)), ทอเรียมที่มีพลูโตเนียมเกรดอาวุธ(อังกฤษ: weapons-grade plutonium (WGPu)) และเชื้อเพลิงออกไซด์ผสม(อังกฤษ: Mixed Oxide fuel (MOX)). สำหรับ RGPu และ WGPu, ปริมาณเริ่มต้นของ U-233 จะมีเวลาการสลายตัวประมาณ 1 ล้านปี. สิ่งนี้มีผลในโค้งกิจกรรมทั้งหมดของเชื้อเพลิงสามชนิด. การขาดหายของ U-233 และผลิตภัณฑ์ลูกของมันในเชื้อเพลิง MOX ส่งผลในกิจกรรมที่ต่ำกว่าในภูมิภาค 3 ของรูปด้านล่างขวา, ในขณะที่สำหรับ RGPu และ WGPu โค้งจะยังคงสูงขึ้นเนื่องจากการปรากฏตัวของ U-233 ที่ไม่ได้สลายตัวอย่างเต็มที่
การใช้เชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่แตกต่างกันส่งผลให้องค์ประกอบ SNF แตกต่างกัน, กับเส้นโค้งกิจกรรมที่แตกต่างกัน

ความกังวลเรื่องการขยายการใช้งาน

ดูเพิ่มเติม: การขยายการใช้งานนิวเคลียร์ (อังกฤษ: Nuclear Proliferation) และพลูโตเนียมเกรดเครื่องปฏิกรณ์
เนื่องจากยูเรเนียมและพลูโตเนียมเป็นวัสดุที่ใช้สร้างอาวุธนิวเคลียร์ จึงมีความกังวลเรื่องการขยายการใช้งาน. ปกติ(ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว), พลูโตเนียมจะเป็นเกรดเครื่องปฏิกรณ์. นอกเหนือจากพลูโตเนียม-239, ซึ่งเหมาะสำหรับการสร้างอาวุธนิวเคลียร์เป็นอย่างมาก, ก็ประกอบด้วยปริมาณที่ไม่พึงประสงค์ของสารปนเปื้อนจำนวนมาก เช่น พลูโตเนียม-240, พลูโตเนียม-241, และพลูโตเนียม-238. ไอโซโทปเหล่านี้เป็นเรื่องยากมากอย่างยิ่งที่จะแยก, และต้องใช้วิธีการที่แพงมากในการสกัดวัสดุฟิชชั่นที่มีอยู่ (เช่นยูเรเนียมสมรรถนะสูงหรือพลูโตเนียมที่ใช้เฉพาะเครื่องปฏิกรณ์การผลิต).
ของเสียระดับสูงมักจะเต็มไปด้วยของผลผลิตจากฟิชชันที่มีกัมมันตรังสีสูง, ซึ่งส่วนใหญ่จะมีชีวิตค่อนข้างสั้น. เรื่องนี้เป็นความกังวลอย่างหนึ่งเพราะถ้าของเสียถูกเก็บไว้, บางทีในที่ฝังเก็บใต้ดิน, กว่าหลายปีที่ผลผลิตจากฟิชชั่นจะสลายตัวหมด, กัมมันตภาพรังสีของของเสียจะลดลงและทำให้ง่ายต่อการเข้าถึงพลูโตเนียม. สารปนเปื้อนที่ไม่พึงประสงค์ Pu-240 สลายตัวเร็วกว่า Pu-239, และนื่เองคุณภาพของวัสดุที่ใช้สร้างระเบิดเพิ่มขึ้นตามเวลา (แม้ว่าปริมาณของมันจะลดลงในช่วงเวลานั้นเช่นกัน). ดังนั้น เมื่อเวลาผ่านไป, พื้นที่จัดเก็บลึกใต้ดินนี้มีศักยภาพที่จะกลายเป็น "เหมืองแร่พลูโตเนียม", จากเหมืองนี้วัสดุสำหรับอาวุธนิวเคลียร์ก็จะสามารถหาซื้อได้โดยไม่ยาก. นักวิจารณ์ของความคิดอันหลังนี้ได้ชี้ให้เห็นว่าครึ่งชีวิตของ Pu-240 คือ 6,560 ปีและ Pu-239 คือ 24,110 ปี, และดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างสมรรถนะของไอโซโทปหนึ่งกับอีกไอโซโทปหนึ่งในช่วงเวลาจะเกิดขึ้นกับครึ่งชีวิต 9,000 ปี (นั่นคือมันจะใช้เวลา 9000 ปีสำหรับเศษชิ้นส่วนของ Pu-240 ในหนึ่งตัวอย่างของไอโซโทปพลูโตเนียมผสม, เพื่อให้ลดลงครึ่งหนึ่งโดยธรรมชาติ--นี่คือแบบอย่างการเสริมสมรรถนะที่จำเป็นเพื่อเปลี่ยน Pu จากเกรดเครื่องปฏิกรณ์เป็นเกรดอาวุธ). ดังนั้น "การทำเหมืองแร่พลูโตเนียมเกรดอาวุธ" จะเป็นปัญหาในอนาคตอีกไกลมาก (> 9,000 ปีนับจากนี้), ดังนั้นมันยังคงมีเวลาเหลืออีกมากสำหรับเทคโนโลยีที่จะก้าวหน้าเพื่อแก้ปัญหามัน.
Pu-239 สูญสลายไปเป็น U-235 ซึ่งเหมาะสำหรับทำเป็นอาวุธและมีครึ่งชีวิตที่ยาวมาก (ประมาณ 10⁹ ปี) ดังนั้นพลูโตเนียมอาจจะสลายตัวและหลุดออกจากยูเรเนียม-235. อย่างไรก็ตาม เครื่องปฏิกรณ์ที่ทันสมัยจะมีสมรรถนะเพียงปานกลางด้วย U-235 เมื่อเทียบกับ U-238. ดังนั้น U-238 ยังคงทำหน้าที่เป็นตัวแปรสภาพไปจากธรรมชาติ(อังกฤษ: denaturation) สำหรับ U-235 ใดๆที่ผลิตโดยพลูโตเนียมที่สลายตัว
ทางออกหนึ่งในการแก้ไขปัญหานี้คือการรีไซเคิลพลูโตเนียมและใช้เป็นเชื้อเพลิงเช่น ในเครื่องปฏิกรณ์เร็ว. ในเครื่องปฏิกรณ์เร็วแบบ pyrometallurgical, พลูโตเนียมและยูเรเนียมที่แยกจากกันจะถูกปนเปื้อนด้วย actinides และจะไม่สามารถใช้สำหรับสร้างอาวุธนิวเคลียร์ได้

การรื้อถอนอาวุธนิวเคลียร์

ของเสียจากการรื้อถอนอาวุธนิวเคลียร์ไม่น่าจะประกอบด้วยกิจกรรมเบต้าหรือแกมมามากไปกว่าทริเทียมและอะเมริเซียม. มันมีแนวโน้มที่จะประกอบด้วย actinides ที่ปล่อยรังสีแอลฟาเช่น Pu-239 ซึ่งเป็นวัสดุฟิชชั่นที่ใช้ในระเบิด, รวมทั้งวัสดุบางอย่างที่มีกิจกรรมที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นเช่น Pu-238 หรือ Po
ในอดีต ตัวกระตุ้นนิวตรอนสำหรับระเบิดปรมาณูมักจะเป็นเบริลเลียมกับตัวปล่อยรังสีอัลฟากิจกรรมสูงเช่นพอโลเนียมและตัวเลือกของพอโลเนียมคือ Pu-238. สำหรับหลายเหตุผลของการรักษาความปลอดภัยแห่งชาติ, รายละเอียดทั้งหลายของการออกแบบระเบิดที่ทันสมัย​​ปกติจะไม่เปิดเผยต่อสาธารณชน.
การออกแบบบางแบบอาจประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกเรดิโอไอโซโทป (อังกฤษ: radioisotope thermoelectric generator)โดยใช้ Pu-238 เพื่อให้เป็นแหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้าระยะยาวสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในเครื่อง
มันอาจเป็นไปได้ว่าวัสดุฟืชชั่นของระเบิดเก่าที่ได้เวลาทำ refitting แล้วจะประกอบด้วยผลิตภัณฑ์สลายตัวของไอโซโทปพลูโตเนียมที่ใช้ภายในตัวมัน, สิ่งเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะรวมถึง U-236 จากสิ่งสกปรกของ Pu-240, รวมทั้งบางส่วนของ U-235 จากการย่อยสลายของ Pu-239; เนื่องจากครึ่งชีวิตค่อนข้างยาวของไอโซโทป Pu เหล่านี้, ของเสียเหล่านี้จากการสลายกัมมันตรังสีของวัสดุหลักของระเบิดจะมีขนาดเล็กมาก, และในกรณีใดๆ, เป็นอันตรายน้อยกว่า (แม้ในแง่ของกัมมันตภาพรังสีธรรมดา) ของ Pu-239 เองมาก
การสลายตัวแบบเบต้าของ Pu-241 ประกอบเป็นรูปแบบของ Am-241; การเติบโตของอะเมริเซียมมีแนวโน้มที่จะเป็นปัญหาที่ยิ่งใหญ่กว่าการสลายตัวของ Pu-239 และ Pu-240 เมื่ออะเมริเซียมเป็นตัวปล่อยรังสีแกมมา (เพิ่มการสัมผัสภายนอกต่อคนงาน) และเป็นตัวปล่อยรังสีอัลฟาที่สามารถก่อให้เกิดการผลิตความร้อน. พลูโตเนียมสามารถถูกแยกออกจากอะเมริเซียมโดยกระบวนการที่แตกต่างกันหลายอย่าง; สิ่งเหล่านี้จะรวมถึงกระบวนการ pyrochemical และการสกัดสารละลายส่วนผสมชองน้ำ/อินทรีย์. กระบวนการสกัดตัดทอนประเภท PUREX จะเป็นวิธีการที่เป็นไปได้อย่างใดอย่างหนึ่งของการแยก. ยูเรเนียมที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติไม่ได้เป็นวัสดุฟิชชั่นเพราะมันประกอบด้วย 99.3% ของ U-238 และมีเพียง 0.7% ของ U-235

ของเสียที่เป็นตำนาน

เนื่องจากกิจกรรมทางประวัติศาสตร์ทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมเรเดียม, การทำเหมืองแร่ยูเรเนียม, และโครงการทางทหาร, มีหลายสถานที่ติดตั้งจำนวนมากที่ประกอบด้วยหรือมีการปนเปื้อนของกัมมันตภาพรังสี. ในสหรัฐอเมริกาประเทศเดียว, กระทรวงพลังงาน(DOE)ระบุว่ามี "หลายล้านแกลลอนของกากกัมมันตรังสี" เช่นเดียวกับ "หลายพันตันของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วและวัสดุ" และยังมี "ปริมาณมากของดินและน้ำที่ปนเปื้อน". แม้จะมีปริมาณของเสียที่ซ้ำซ้อนกัน, DOE ได้ระบุเป้าหมายของการทำความสะอาดทุกสถานที่ตั้งที่ปนเปื้อนในปัจจุบันให้ประสบความสำเร็จในปี 2025. ตัวอย่างเช่น ที่เฟอร์นัลด์, โอไฮโอ มี "31 ล้านปอนด์จากผลิตภัณฑ์ยูเรเนียม", "2.5 พันล้านปอนด์ของของเสีย", "2.75 ล้านลูกบาศก์หลาของดินและเศษขยะที่ปนเปื้อน" และ "223 เอเคอร์ที่แฝงอยู่ข้างล่างของแหล่งเก็บกักน้ำใต้ดินที่ Great Miami Aquifer มีระดับยูเรเนียมสูงกว่ามาตรฐานน้ำดื่ม". สหรัฐอเมริกามีอย่างน้อย 108 ที่ตั้งที่ถูกกำหนดให้เป็นพื้นที่ที่มีการปนเปื้อนและใช้ไม่ได้, บางครั้งหลายพันเอเคอร์. DOE ปรารถนาที่จะทำความสะอาดหรือลดการปนเปื้อนในหลายที่ตั้งหรือทั้งหมดในปี 2025 โดยใช้วิธีการ geomelting ที่ถูกพัฒนาขึ้นเมื่อเร็วๆนี้, อย่างไรก็ตาม งานนี้อาจเป็นเรื่องยากและก็ยอมรับว่าบางที่ตั้งอาจไม่เคยได้รับการชำระล้างอย่างสมบูรณ์. ในเพียงหนึ่งแห่งในจำนวน 108 แห่งที่กำหนดให้ขนาดใหญ่นี้, ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge เป็นตัวอย่างที่มีอย่างน้อย "167 ไซต์ที่รู้กันว้ามีการปล่อยสารปนเปื้อน" ในหนึ่งในสามเขตย่อยของไซต์ขนาด 37,000 เอเคอร์ (150 กิโลเมตร²). อย่างไรก็ตาม บางส่วนของไซต์ที่สหรัฐอเมริกามีขนาดเล็กโดยธรรมชาติ, ปัญหาการทำความสะอาดจึงทำได้ง่ายกว่าที่จะพูดถึงและ DOE ได้ประสบความสำเร็จในการทำความสะอาดหรืออย่างน้อยก็ปิดไปได้หลายไซต์.

ทางอุตสาหกรรม

ของเสียจากแหล่งอุตสาหกรรมอาจประกอบด้วยตัวปล่อยรังสีอัลฟา, รังสีเบต้า, นิวตรอนหรือรังสีแกมมา. ตัวปล่อยรังสีแกมมาถูกใช้ในการถ่ายภาพในขณะที่แหล่งที่มาของตัวปล่อยนิวตรอนจะถูกใช้หลายช่วงของการใช้งาน, เช่นการหยั่งธรณีของบ่อน้ำมัน.

วัสดุกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (NORM)

สารที่มีกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติเป็นที่รู้จักกันว่าเป็น Naturally occurring radioactive material (NORM). หลังจากผ่านกระบวนการของมนุษย์ที่เปิดออกสู่บรรยากาสหรือทำให้เข้มข้นแล้ว(เช่นการทำเหมืองแร่ที่นำถ่านหินขึ้นมาที่พื้นผิวหรือการเผาไหม้มันในการผลิตเถ้าเข้มข้น) กัมมันตภาพรังสีธรรมชาตินี้จะกลายเป็นวัสดุกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติถูกเพิ่มสมรรถนะด้วยเทคโนโลยี (อังกฤษ: technologically-enhanced naturally-occurring radioactive material (TENORM)). ของเสียจำนวนมากนี้เป็นสารที่ปล่อยอนุภาคอัลฟาจากโซ่การสลายตัวของยูเรเนียมและทอเรียม. แหล่งที่มาหลักของรังสีในร่างกายมนุษย์เป็นโพแทสเซียม-40 (⁴⁰K), ปกติจะมี 17 มิลลิกรัมในร่างกายในหนึ่งช่วงเวลาและเข้าสู่ร่างกายปริมาณ 0.4 มิลลิกรัม/วัน. หินส่วนใหญ่, เนื่องจากส่วนประกอบของพวกมัน, มีระดับของกัมมันตภาพรังสีที่ต่ำ. โดยปกติมีตั้งแต่ 1 millisievert (mSv) ถึง 13 mSv ต่อปีขึ้นอยู่กับสถานที่, การเปิดรับรังสีเฉลี่ยจากไอโซโทปรังสีธรรมชาติคือ 2.0 mSv ต่อคนต่อปีทั่วโลก. ตัวเลขนี้ได้มีการชดเชยส่วนใหญ่ของปริมาณรวมทั่วไป (ที่มีค่าการเปิดรับเฉลี่ยรายปีจากแหล่งที่มาอื่นๆเป็นจำนวน 0.6 mSv จากการทดสอบทางการแพทย์โดยเฉลี่ยของประชาชนทั้งหมด, 0.4 mSv จากรังสีคอสมิก, 0.005 mSv จากมรดกของการทดสอบนิวเคลียร์ในบรรยากาศที่ผ่านมา, 0.005 mSv สัมผัสโดยอาชีพ, 0.002 mSv จากภัยพิบัติเชอร์โนบิล, และ 0.0002 mSv จากวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์).
TENORM ไม่ได้ถูกกำกับดูแลอย่างเข้มงวดเหมือนของเสียจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, แม้ว่ามันจะไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความเสี่ยงด้านรังสีจากวัสดุเหล่านี้.

ถ่านหิน

ถ่านหินประกอบด้วยจำนวนเล็กๆของกัมมันตรังสีของยูเรเนียม, แบเรียม, ทอเรียม, และโพแทสเซียม. แต่ในกรณีของถ่านหินบริสุทธิ์, จำนวนนี้ยังน้อยอย่างมีนัยสำคัญกว่าความเข้มข้นเฉลี่ยขององค์ประกอบเหล่านั้นในเปลือกโลก. ชั้นหินที่ล้อมรอบ, ถ้าเป็นหิน shale หรือดินดาน, มักจะมีปริมาณกัมมันตรังสีน้อยกว่าค่าเฉลี่ยเล็กน้อยและนี้อาจจะสะท้อนให้เห็นถึงปริมาณของเนื้อเถ้าของถ่าน 'สกปรก'. แร่ธาตุเถ้าที่มีการใช้งานมากขึ้นจะกลายเป็นเข้มข้นอยู่ในเถ้าลอยเพราะพวกมันจะไม่ถุกเผาไหม้จนหมดอย่างแน่นอน. กัมมันตภาพรังสีของเถ้าลอยเป็นเรื่องเดียวกันกับที่หินเชลล์สีดำแต่น้อยกว่าหินฟอสเฟต, แต่มีมากขึ้นของความกังวลเพราะจำนวนเล็ก ๆ ของเถ้าลอยจะไปสิ้นสุดในบรรยากาศที่มันสามารถถูกสูดดมเข้าไปได้. ตามรายงานของ คณะกรรมการแห่งชาติเพื่อการป้องกันและการวัดรังสีของสหรัฐอเมริกา (อังกฤษ: National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP)), ประชากรที่เปิดรับกับโรงไฟฟ้าขนาด 1000 MWe จะได้รับรังสีจำนวน 490 person-rem/year จากโรงงานไฟฟ้าถ่านหิน, 100 เท่าของจากโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ (4.8 person-rem/year) (เปิดรับจากวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่สมบูรณ์ตั้งแต่การทำเหมืองแร่จนถึงการกำจัดของเสียจะเป็น 136 person-rem/year, ปริมาณการใช้ถ่านหินที่สอดคล้องกันตั้งแต่การทำเหมืองจนถึงการกำจัดของเสียคือ "อาจไม่ทราบ").

น้ำมันและก๊าซ

สารตกค้างจากอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซมักจะประกอบด้วยเรเดียมและผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวของมัน. ขนาดของซัลเฟตจากบ่อน้ำมันหนึ่งบ่อสามารถอุดมไปด้วยเรเดียมอย่างมาก, ในขณะที่น้ำ, น้ำมันและก๊าซจากบ่อมักจะประกอบด้วยเรดอน. เรดอนสูญสลายเป็นไอโซโทปรังสีในรูปแบบของแข็งซึ่งสร้างรูปเคลือบผิวด้านในของท่อ. ในโรงงานแปรรูปน้ำมัน พื้นที่ของโรงงานที่จัดการกับโพรเพนมักจะเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ปนเปื้อนมากกว่าที่อื่นของโรงงานเพราะเรดอนมีจุดเดือดที่คล้ายกับของโพรเพน.

ชนิดและปริมาณของกากกัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

กากกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นในการดำเนินการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นี้ สามารถแบ่งประเภทเพื่อการจัดการได้เป็น 2 ประเภท คือ
1.กากกัมมันตรังสีทั่วไป
กากกัมมันตรังสีทั่วไปจากการดำเนินการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่มาจาก กระดาษและวัสดุที่ใช้กรองอากาศ การทำความสะอาดระบบระบายความร้อน บ่อเก็บแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้ว การขจัดความเปรอะเปื้อนทางรังสีของอุปกรณ์และเสื้อผ้าขณะปฏิบัติงานซ่อมบำรุง เป็นต้น กากกัมมันตรังสีเหล่านี้มีปริมาณมาก ประมาณปีละ 200 – 600 ลูกบาศก์เมตร แต่เป็นกากกัมมันตรังสีระดับรังสีปานกลางและระดับรังสีต่ำ ซึ่งสามารถสลายตัวได้อย่างรวดเร็ว
2.กากเชื้อเพลิงใช้แล้ว
ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบความดันสูง (Pressurized Water Reactor, PWR) ขนาด 1000 เมกะวัตต์ จะใช้ยูเรเนียมเข้มข้นร้อยละ 3 (3% enriched U – 235) ประมาณ 89 ตัน ประกอบเป็นแกนปฏิกรณ์ ซึ่งในแต่ละปีจะมีการสับเปลี่ยนแท่งเชื้อเพลิงระหว่างการซ่อมบำรุงประจำปี โดยนำเชื้อเพลิงใช้แล้วออกมา แล้วเติมเชื้อเพลิงใหม่เข้าไปปริมาณหนึ่งในสามของเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมด หรือประมาณ 27 – 30 ตัน
นั่นคือ จะมีกากกัมมันตรังสีจากแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วประมาณ 27 – 30 ตันต่อปี เป็นปริมาตรประมาณ 50 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งจัดเป็นกากกัมมันตรังสีสูงซึ่งมีธาตุยูเรเนียม – 235 ที่ยังใช้ไม่หมด และธาตุพลูโทเนียม – 239 ซึ่งเป็นธาตุมีค่าและสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ในการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้อีก
จากประมาณการผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ต่อคน ในเวลาหนึ่งปีนั้นจะทำให้เกิดกากกัมมันตรังสีระดับรังสีสูง ซึ่งเมื่อผ่านกระบวนการสกัด เอายูเรเนียมและพลูโทเนียมมาใช้ใหม่ จะเหลือเป็นกากที่ต้องการจัดการเพียง 1 ลูกบาศก์เซนติเมตรเท่านั้น หากคิดปริมาณกากกัมมันตรังสีสูงที่เกิดจากการผลิตไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เพื่อใช้ตลอดชั่วอายุคนหนึ่งคนจะมีขนาดเท่าก้อนลูกแก้วในมือเท่านั้นเอง
ดังนั้นเชื้อเพลิงใช้แล้วในแต่ละปีประมาณ 27 – 30 ตัน เมื่อผ่านขบวนการแยก และลดปริมาตรแล้วจะเหลือกากกัมมันตรังสีระดับรังสีสูงเพียงถังขนาด 200 ลิตร ประมาณ 10 – 20 ถัง

การจัดการกากกัมมันตรังสี

1.กากกัมมันตรังสีทั่วไป
ดังที่ได้กล่าวแล้วว่า กากกัมมันตรังสีประเภทนี้ เป็นกากกัมมันตรังสีระดับรังสีปานกลางและระดับรังสีต่ำ ซึ่งสลายตัวได้อย่างรวดเร็ว จึงสามารถเก็บไว้ภายในบริเวณโรงไฟฟ้าโดยปล่อยให้สลายตัวไปเองตามธรรมชาติ หรือ อาจผสมกับปูนซีเมนต์ หรือยางมะตอยให้อยู่ในรูปของแข็งไม่ละลายน้ำแล้วนำไปบรรจุในภาชนะปิดผนึกแน่นที่ทนการกัดกร่อนก่อนนำไปฝังใต้ผิวดินเพื่อป้องกันการรั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อมอีกชั้นหนึ่งก่อนที่จะปล่อยให้สลายตัวไป โดยจะสลายตัวหมดในระยะเวลาประมาณ 100 ปี
2.การจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้ว
2.1 การจัดเก็บชั่วคราว
เนื่องจากภายในแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วมีกากกัมมันตรังสีระดับรังสีสูง และยังแผ่ความร้อนอยู่เมื่อนำออกจากเครื่องปฏิกรณ์แล้วจะถูกนำไปเก็บไว้ชั่วคราวในบ่อน้ำภายในอาคารเครื่องปฏิกรณ์ก่อนนำไปเก็บไว้ภายนอกอาคารที่จัดสร้างไว้โดยเฉพาะ ทั้งนี้เพื่อให้ระดับรังสีของแท่งเชื้อเพลิงลดลงโดยใช้น้ำเป็นตัวกำบังรังสีและระบายความร้อนด้วย อย่างไรก็ตามบ่อเก็บแท่งเชื้อเพลิงภายในอาคารเครื่องปฏิกรณ์ได้ออกแบบให้มีขนาดใหญ่พอที่จะเก็บแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วได้ตลอดอายุการใช้งานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ คือมากกว่า 30 ปี โดยไม่จำเป็นต้องเคลื่อนย้ายแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วออกนอกโรงไฟฟ้าเลย
2.2 การจัดเก็บขั้นสุดท้าย
เมื่อมีปริมาณแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วมากพอหรือเลิกใช้งานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แล้ว อาจจัดส่งแท่งเชื้อเพลิงไปยังโรงงานในต่างประเทศ เช่น ฝรั่งเศส อังกฤษและสหรัฐอเมริกา เพื่อสกัดแยกกากกัมมันตรังสีที่แท้จริง ออกจากธาตุยูเรเนียม – 235 และธาตุพลูโทเนียม - 239 ซึ่งจะนำกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใหม่
สำหรับกากกัมมันตรังสีที่แท้จริงดังกล่าวสารเคมีและของเสียจากกระบวนการสกัด เป็นกากกัมมันตรังสีของเหลวระดับรังสีสูง ซึ่งจะถูกลดปริมาตรลง แล้วนำไปหลอมรวมกับแก้วให้อยู่ในรูปของผลึกแก้วบรรจุในภาชนะเหล็กไร้สนิมหรือทองแดง ซึ่งมีความคงทนสามารถกักเก็บสารกัมมันตรังสีไม่ให้รั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อมได้นานนับพันปี ซึ่งเป็นเวลาที่กากกัมมันตรังสีจากการแตกตัวของยูเรเนียมสลายตัวเกือบหมด ส่วนธาตุที่ครึ่งชีวิตยาวเช่น ยูเรเนียม พลูโทเนียม และอะเมริเซียมจะมีอันตรายทางรังสีเท่ากับแร่ยูเรเนียมในธรรมชาติ
ในการจัดเก็บกากกัมมันตรังสีอย่างถาวรนั้น ในหลายประเทศได้มีการศึกษาที่จะจัดเก็บไว้ใต้ดินลึกประมาณ 0.5 – 1 กิโลเมตร ซึ่งเทคโนโลยีนี้ได้รับการพิสูจน์จากปฏิกิริยาการแตกตัวของยูเรเนียมตามธรรมชาติ เมื่อ 1,700 ล้านปี ที่เหมือง OKLO ประเทศ Gabon กากกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นยังคงอยู่ภายในเหมือง โดยไม่แพร่กระจายสู่สิ่งแวดล้อมเนื่องจากสภาพการจัดการตามธรรมชาติ

การพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคต

นอกจากการทำกากกัมมันตรังสีให้เป็นผลึกแก้วแล้ว ในประเทศออสเตรเลียได้มีการพัฒนาการทำกากกัมมันตรังสีให้อยู่ในรูปของเซรามิก หรือที่เรียกว่าหินเทียมซึ่งเป็นอีกรูปหนึ่งที่จะต้องติดตามข้อดีและข้อเสียต่อไป ในประเทศสวิสเซอร์แลนด์ได้มีการศึกษาการเก็บกากกัมมันตรังสีระดับสูง โดยเลียนแบบตามธรรมชาติของซากดึกดำบรรพ์ที่ถูกทับถมในตะกอนดิน ซึ่งมีความเสถียรภาพ ทนทานต่อแรงแผ่นดินไหว ทั้งนี้เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของสารกัมมันตรังสีในระยะยาว ส่วนในยุโรปและในสหรัฐอเมริกาได้มีการพัฒนาขบวนการจัดการกากกัมมันตรังสีด้วยการกระตุ้นให้กากกัมมันตรังสีมีอายุสั้นลงโดยการนำกลับเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ หรือเครื่องเร่งอนุภาคอีกครั้งหนึ่ง เพื่อเร่งให้มีคุณสมบัติการสลายตัวได้รวดเร็วขึ้น แต่ในปัจจุบันสามารถทำได้เพียงการก้อสร้างโรงงานต้นแบบ จำเป็นต้องการพัฒนาเทคโนโลยีด้านนี้ต่อไปอีกระยะหนึ่งจึงจะสามารถนำมาใช้งานได้จริง

การจำแนกประเภทของกากกัมมันตรังสี

การจำแนกประเภทของกากนิวเคลียร์แตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ. IAEA ได้ตีพิมพ์มาตรฐานความปลอดภัยของกากกัมมันตรังสี(อังกฤษ: Radioactive Waste Safety Standards (RADWASS)) และยังมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้.

กากแร่ยูเรเนียม

บทความหลัก: กากแร่ยูเรเนียม
กากแร่ยูเรเนียมเป็นผลพลอยที่เป็นของเสียที่เหลือจากกระบวนการอย่างหยาบๆในการถลุงแร่ที่มีส่วนประกอบของยูเรเนียม. พวกมันจะไม่มีกัมมันตรังสีอย่างมีนัยสำคัญ. กากจากโรงแร่บางครั้งจะเรียกว่า ของเสีย 11(e)2จากคำนิยามของบทบัญญัติพลังงานปรมาณูปี 1946. กากแร่ยูเรเนียมจากโรงแร่มักจะยังประกอบด้วยโลหะหนักทางเคมีที่เป็นอันตรายเช่นตะกั่วและสารหนู. กองใหญ่ๆของกากแร่ยูเรเนียมถูกทิ้งไว้ที่โรงแร่เก่าๆจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในรัฐโคโลราโด, นิวเม็กซิโก, และยูทาห์
ดูเพิ่มเติม: การดำเนินการแก้ไขกากยูเรเนียมจากโรงแร่

ของเสียระดับต่ำ

ของเสียระดับต่ำ(อังกฤษ: Low level waste (LLW)) เกิดจากโรงพยาบาลและอุตสาหกรรม, รวมทั้งจากวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์. ของเสียระดับต่ำได้แก่กระดาษ, เศษผ้า, เครื่องมือ, เสื้อผ้า, ใส้กรอง, และวัสดุอื่นๆที่มีกัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่อายุสั้นปริมาณเล็กน้อย. วัสดุที่มีต้นกำเนิดจากภูมิภาคใดๆในพื้นที่กิจกรรมเป็นธรรทดาที่จะถูกกำหนดให้เป็น LLW เพื่อเป็นมาตรการป้องกันไว้ก่อนแม้ว่าจะมีความเป็นไปได้เพียงระยะไกลที่จะถูกปนเปื้อนด้วยสารกัมมันตรังสี. LLW ดังกล่าวทั่วไปมักจะแสดงตัวว่าไม่มีกัมมันตภาพรังสีที่สูงกว่าที่ใครจะคาดหวังจากวัสดุเดียวกันกับที่ถูกกำจัดในพื้นที่ที่ไม่มีกิจกรรมเช่นอาคารสำนักงานตามปกติ.
บาง LLW กิจกรรมสูงต้องการการป้องกันในระหว่างการจัดการและการขนส่ง แต่ LLW ส่วนมากเหมาะสำหรับการฝังใต้ดินตื้น. เพื่อลดปริมาณของมัน, มันมักจะถูกบีบอัดหรือเผาก่อนที่จะกำจัด. ของเสียระดับต่ำจะถูกแบ่งออกเป็นสี่ระดัยชั้น ไดแก่: ชั้น A, ชั้น B, ชั้น C และชั้นมากกว่าชั้น C (GTCC)

ของเสียระดับกลาง

ของเสียระดับกลาง(อังกฤษ: 'Intermediate-level waste (Ilw)) ประกอบด้วยกัมมันตภาพรังสีจำนวนสูงกว่าและโดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการป้องกัน, แต่ไม่หล่อเย็น. ของเสียระดับกลางได้แก่เรซิน, กากตะกอนเคมี, และโลหะที่ใช้หุ้มเชื้อเพลิงนิวเคลียร์, รวมทั้งวัสดุที่ปนเปื้อนจากการรื้อถอนเครื่องปฏิกรณ์. มันอาจจะถูกทำให้เป็นผลึกในคอนกรีตหรือน้ำมันดินเพื่อการกำจัด. โดยกฏทั่วไป ของเสียอายุสั้น (ส่วนใหญ่เป็นวัสดุที่มิใช่เชื้อเพลิงจากเครื่องปฏิกรณ์) จะถูกฝังอยู่ในที่เก็บตื้นใต้ดินในขณะที่ของเสียอายุยืน (จากเชื้อเพลิงและเชื้อเพลิงที่ถูกนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่(อังกฤษ: fuel reprocessing)) จะถูกสะสมอยู่ในพื้นที่เก็บทางธรณีวิทยาลึกใต้ดิน(อังกฤษ: geological repository). กฎระเบียบของสหรัฐไม่ได้กำหนดประเภทของของเสียชนิดนี้, คำนี้ถูกใช้ในยุโรปและที่อื่นๆ.

ของเสียระดับสูง

ของเสียระดับสูง(อังกฤษ: High-level waste (HLW)) เกิดขึ้นจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์. มันประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ฟิชชั่นและองค์ประกอบ transuranic ที่ถูกสร้างขึ้นในแกนเครื่องปฏิกรณ์. มันมีกัมมันตรังสีสูงและมักจะร้อน, HLW มีปริมาณกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ของกัมมันตภาพรังสีทั้งหมดที่ถูกผลิตขึ้นในขั้นตอนของการผลิตไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์. ปริมาณของ HLW ทั่วโลกในขณะนี้เพิ่มขึ้นประมาณ 12,000 ตันทุกๆปี, ซึ่งเทียบเท่ากับรถโดยสารสองชั้นประมาณ 100 คันหรือโครงสร้างสองชั้นขนาดเท่าหนึ่งสนามบาสเกตบอล. โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ขนาด 1000 เมกะวัตต์จะผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว(ยังไม่ได้นำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่)ประมาณ 27 ตันทุกปี.
ความขัดแย้งอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับการกำจัดกากนิวเคลียร์ระดับสูงคือข้อจำกัดที่สำคัญอย่างหนึ่งเกี่ยวกับการขยายตัวของพลังงานนิวเคลียร์ทั่วโลก. นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เห็นด้วยว่าการแก้ปัญหาระยะยาวที่เป็นข้อเสนอหลักคือหลุมฝังลึกทางธรณีวิทยา, แบบที่เป็นในเหมืองหรือแบบรูเจาะลึก. อย่างไรก็ตาม เกือบหกทศวรรษที่ผ่านมาหลังจากพลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์เริ่มดำเนินการ, ไม่มีสักรัฐบาลเดียวได้ที่ประสบความสำเร็จในการเปิดพื้นที่เก็บอย่างนั้นสำหรับกากนิวเคลียร์พลเรือนระดับสูง. ทางเลือกเช่นการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่หรือการรีไซเคิลเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วที่มีอยู่แล้วหรืออยู่ระหว่างการพัฒนายังคงสร้างของเสียและยังไม่ใช่โซลูชั่นโดยรวม. หลุมฝังลึกทางธรณีวิทยายังคงเป็นวิธีเดียวที่จะรับผิดชอบในการจัดการกับกากนิวเคลียร์ระดับสูง.

ของเสีย transuranic

ตัวอย่างและมุมมองในการจัดการบทความนี้เกี่ยวเนื่องกับประเทศสหรัฐอเมริกาและไม่ได้เป็นตัวแทนมุมมองของทั่วโลกของเรื่อง กรุณาปรับปรุงบทความนี้และหารือเกี่ยวกับปัญหาในหน้าพูดคุย (พฤศจิกายน 2013)
ของเสีย transuranic(อังกฤษ: Transuranic waste (TRUW)) ตามที่ได้กำหนดโดยกฎระเบียบของสหรัฐคือ, โดยไม่คำนึงถึงรูปแบบหรือแหล่งกำเนิด, ของเสียที่มีการปนเปื้อนด้วย radionuclides (ที่มีครึ่งชีวิตมากกว่า 20 ปี) ของ transuranic ที่ปล่อยอนุภาคอัลฟา, และมีความเข้มข้นมากกว่า 100 nCi/g (3.7 MBq/กิโลกรัม), ไม่รวมของเสียระดับสูง. องค์ประกอบที่มีเลขอะตอมสูงกว่ายูเรเนียมจะเรียกว่า transuranic ("เกินกว่ายูเรเนียม"). เนื่องจากมันมีครึ่งชีวิตที่ยาว, TRUW จะถูกกำจัดอย่างระมัดระวังมากกว่าของเสียระดับต่ำและของเสียระดับกลาง. ในสหรัฐอเมริกา มันเกิดขึ้นส่วนใหญ่จากการผลิตอาวุธนิวเคลียร์และมันประกอบด้วยเสื้อผ้า, เครื่องมือ, เศษผ้า, สารตกค้าง, เศษวัสดุและรายการอื่นๆที่ปนเปื้อนด้วยธาตุกัมมันตรังสีจำนวนน้อย(ส่วนใหญ่พลูโตเนียม).
ภายใต้กฎหมายของสหรัฐฯ, ของเสีย transuranic แบ่งออกเป็น "จัดการโดยการสัมผัส"(อังกฤษ: contact-handled (CH)) และ "จัดการระยะไกล"(อังกฤษ: remote-handled (RH)) บนพื้นฐานของอัตราปริมาณรังสีที่วัดได้ที่พื้นผิวของภาชนะบรรจุของเสีย. CH TRUW มีอัตราปริมาณรังสีที่พื้นผิวไม่เกิน 200 mrem ต่อชั่วโมง (2 mSv/ชม.) ในขณะที่ RH TRUW มีอัตราปริมาณรังสีที่พื้นผิวที่ 200 mrem/ชม. (2 mSv/ชม.) หรือสูงกว่า. CH TRUW ไม่ได้มีของเสียระดับสูงที่มีกัมมันตภาพรังสีสูงมากและไม่สร้างความร้อนที่สูง, แต่ RH TRUW มีกัมมันตรังสีสูง, ที่มีอัตราปริมาณรังสีที่พื้นผิวสูงถึง 1,000,000 mrem/ชม. (10,000 mSv/ชม.) สหรัฐอเมริกาในปัจจุบันทำการกำจัด TRUW ที่เกิดจากสิ่งอำนวยความสะดวกทางทหารที่โรงงานต้นแบบเพื่อแยกของเสีย(อังกฤษ: Waste Isolation Pilot Plant (WIPP)) ในแหล่งสะสมเกลือลึกลงไปใต้ดินในรัฐนิวเม็กซิโก.

การหลีกเลี่ยงของเสีย

วิธีการทางทฤษฎีเพื่อลดการสะสมของของเสียคือการปลดระวางเครื่องปฏิกรณ์ปัจจุบันและติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ Generation IV หรือเครื่องปฏิกรณ์ของเหลวทอเรียมฟลูออไรด์แทน, ซึ่งสร้างของเสียต่อพลังงานที่สร้างขึ้นน้อยกว่า. เครื่องปฏิกรณ์เร็วตามหลักทฤษฎีสามารถบริโภคบางส่วนของของเสียที่มีอยู่, แต่'หน่วยงานรื้อถอนนิวเคลียร์ของสหราชอาณาจักร'ให้ความเห็นว่าเทคโนโลยีนี้ยังไม่สมบูรณ์และยังไม่พิสูจน์ในเชิงพาณิชย์ว่าใช้งานได้, และไม่น่าที่จะเริ่มใช้ได้ก่อนปี 2050.

การทำเป็นก้อน

การจัดเก็บระยะยาวของกากกัมมันตรังสีต้องมีการรักษาเสถียรภาพของของเสียให้อยู่ในรูปแบบที่จะไม่ตอบสนองหรือลดเกรดตลอดช่วงเวลา. วิธีหนึ่งที่จะทำเช่นนี้ได้คือการทำให้เป็นก้อน. ปัจจุบันที่ Sellafield, ของเสียระดับสูง (ของเหลวที่เหลือจากการสกัดรอบแรกของ PUREX ) จะถูกผสมกับน้ำตาลแล้วเผาให้เป็นผง. การเผาให้เป็นผงเป็นการให้ของเสียที่ผ่านหลอดหมุนที่ร้อน. วัตถุประสงค์ของการเผาให้เป็นผงคือการทำให้น้ำระเหยออกจากของเสีย, และตัดไนเตรตของผลิตภัณฑ์ฟิชชั่นเพื่อช่วยให้เกิดความเสถียรของแก้วที่ผลิต.
'สะตุ'ที่ได้จะถูกป้อนอย่างต่อเนื่องเข้าไปในเตาเผาที่ได้รับความร้อนจากการเหนี่ยวนำที่มีเศษแก้วกระจัดกระจายอยู่. แก้วที่ได้จะเป็นสารใหม่ที่มีผลิตภัณฑ์ของเสียทั้งหลายถูกหลอมรวมกันเป็นเมทริกซ์แก้วเมื่อมันแข็งตัว. สารนี้, ในรูปของหลอมละลาย, จะถูกเทลงในภาชนะทรงกระบอกสแตนเลส ("ถัง") ในขั้นตอนเป็นกลุ่ม. เมื่อถูกหล่อเย็น, ของเหลวจะแข็งตัว ("เป็นก้อน") เป็นแก้ว. แก้วดังกล่าว, หลังจากถูกสร้างรูป, จะต้านทานต่อน้ำอย่างสูง.
แก้วดังกล่าวจะถูกใส่ไปใน'ถัง'แล้วปิดผนึกด้วยการเชื่อม. จากนั้นถังจะถูกทำความสะอาด, ตรวจสอบว่ามีการปนเปื้อนภายนอกหรือไม่, ถังเหล็กจะถูกนำไปเก็บไว้ในที่เก็บใต้ดิน. ผลิตภัณฑ์ของเสียจะไม่มีการจับต้องเป็นพัน ๆ ปี.
แก้วที่อยู่ภายในถังมักจะเป็นสารสีดำมันวาว. การทำงานทั้งหมดนี้ (ในสหราชอาณาจักร) จะทำโดยใช้ระบบ'เซลล์ร้อน'. น้ำตาลจะถูกใส่เข้าไปเพื่อควบคุมสารเคมีรูทีเนียมและเพื่อหยุดการก่อตัวของ RuO₄ ระเหยที่ประกอบด้วยไอโซโทปกัมมันตรังสีรูทีเนียม. ในประเทศตะวันตก, แก้วปกติจะเป็นแก้วแบบ borosilicate (คล้ายกับ Pyrex), ในขณะที่ในประเทศในกลุ่มอดีตสหภาพโซเวียตมันเป็นเรื่องปกติท​​ี่จะใช้แก้วฟอสเฟต. ปริมาณของผลิตภัณฑ์ฟิชชันในแก้วจะต้องถูกจำกัดเพราะบางสาร(แพลเลเดียม , กลุ่มโลหะ Pt อื่นๆ, และเทลลูเรียม) มีแนวโน้มที่จะสร้างขั้นตอนที่เป็นโลหะซึ่งแยกออกจากแก้ว. การทำให้เป็นก้อนเป็นกลุ่มใหญ่ใช้ไฟฟ้าเพื่อละลายดินและของเสีย, แล้วฝังลงใต้ดิน. ในเยอรมนี โรงงานทำให้เป็นก้อนอยู่ระหว่างการใช้งาน. นี่เป็นการบำบัดของเสียจากโรงงาน reprocessing สาธิตขนาดเล็กที่ถูกปิดตัวลง.

การแลกเปลี่ยนไอออน

เป็นเรื่องปกติสำหรับของเสียที่เข้มแข็งขนาดกลางในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ที่จะถูกบำบัดด้วยการแลกเปลี่ยนไอออนหรือวิธีการอื่นที่จะรวมกลุ่มให้กัมมันตภาพรังสีมีปริมาตรน้อยลง. กลุ่มกัมมันตรังสีที่น้อยลงมาก (หลังการบำบัด) มักจะระบายออก. ตัวอย่างเช่น มันเป็นไปได้ที่จะใช้ฟอริกไฮดรอกไซด์ในการรื้อถอนโลหะกัมมันตรังสีออกจากส่วนผสมของน้ำ. หลังจากไอโซโทปรังสีถูกดูดซึมเข้าสู่เฟอริกไฮดรอกไซด์, กากตะกอนที่เกิดขึ้นสามารถเก็บอยู่ในถังโลหะก่อนที่จะถูกนำมาผสมกับซีเมนต์เพื่อสร้างรูปแบบของของเสียที่เป็นของแข็ง. เพื่อให้ได้รับผลการดำเนินงานในระยะยาวที่ดีกว่า (เสถียรภาพทางกลไก) จากรูปแบบดังกล่าว, พวกมันอาจจะถูกทำจากส่วนผสมของเถ้าลอยหรือตะกรันเตาหลอมเหล็ก, และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์, แทนที่จะเป็นของคอนกรีตธรรมดา (ที่ทำด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์กรวดและทราย)

Synroc

Synroc (หินสังเคราะห์)ของออสเตรเลียเป็นวิธีที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อไม่ให้มีการเคลื่อนย้ายของเสียดังกล่าวและขั้นตอนนี้ในที่สุดอาจจะนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์สำหรับของเสียพลเรือน (มันกำลังได้รับการพัฒนาขึ้นมาสำหรับของเสียทางทหารของสหรัฐอเมริกา). Synroc ถูกคิดค้นโดยศาสตราจารย์ Ted Ringwood (นักธรณีเคมี) ที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย. Synroc ประกอบด้วย pyrochlore และแร่ธาตุชนิด cryptomelane. รูปแบบเดิมของ Synroc (Synroc C) ได้รับการออกแบบมาสำหรับของเสียเหลวระดับสูง (PUREX raffinate) จากเครื่องปฏิกรณ์ light water. แร่ธาตุหลักใน Synroc นี้คือ hollandite (BaAl₂Ti₆O₁₆), zirconolite (CaZrTi₂O₇) และ perovskite (CaTiO₃). zirconolite และ perovskite เป็นเจ้าภาพสำหรับ actinides. strontium และ barium จะถูกติดแน่นใน perovskite. ซีเซียมจะถูกติดแน่นอยู่ใน hollandite.

การจัดการของเสียในระยะยาว

ดูเพิ่มเติม: เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งใหม่#การกำจัดของเสีย
กรอบเวลาในคำถามเมื่อจัดการกับกากกัมมันตรังสีจะอยู่ในช่วง 10,000 ถึง 1,000,000 ปี, ตามการศึกษาที่มีพื้นฐานจากผลกระทบของปริมาณรังสีโดยประมาณ. นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าการคาดการณ์ของความเสียหายต่อสุขภาพสำหรับระยะเวลาดังกล่าวควรได้รับการตรวจสอบขั้นวิกฤต . การศึกษาในทางปฏิบัติจะพิจารณาเพียงไม่เกิน 100 ปีเฉพาะในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการวางแผน และการประเมินค่าใช้จ่ายอย่างมีประสิทธิภาพ. พฤติกรรมในระยะยาวของกากกัมมันตรังสียังคงอยู่ภายใต้โครงการวิจัยต่อเนื่องในกระบวนการคาดการณ์ทางด้านธรณีวิทยาของเปลือกโลกหรือ geoforecasting.

การกำจัดเหนือพื้นดิน

การจัดเก็บถังแห้งมักจะเกี่ยวข้องกับการนำของเสียออกจากศูนย์รวมเชื้อเพลิงใช้แล้วและทำการปิดผนึกมัน (พร้อมกับก๊าซเฉื่อย) ในถังเหล็กที่วางอยู่ในถังคอนกรีตซึ่งทำหน้าที่เป็นโล่รังสี. มันเป็นวิธีที่ค่อนข้างไม่แพงซึ่งจะสามารถทำได้ในสถานที่กลางหรือสถานที่ที่ติดกันกับสถานที่ตั้งเครื่องปฏิกรณ์. ของเสียสามารถถูกเคลื่อนย้ายออกมาได้อย่างง่ายดายเพื่อทำการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่

การกำจัดทางธรณีวิทยา

กระบวนการของการเลือกสถานที่เก็บลึกใต้ดินขั้นสุดท้ายที่เหมาะสมสำหรับของเสียระดับสูงและเชื้อเพลิงใชัแล้วขณะนี้กำลังได้รับการดำเนินการอยู่ในหลายประเทศ, ซึ่งคาดว่าสถานที่เก็บแรกจะได้รับมอบหมายหลังจากปี 2010. แนวคิดพื้นฐานคือการหาแหล่งก่อตัวทางธรณีวิทยาขนาดใหญ่ที่มั่นคงและใช้เทคโนโลยีการทำเหมืองแร่เพื่อขุดเป็นอุโมงค์หรือใช้เครื่องเจาะอุโมงค์ขนาดใหญ่ (คล้ายกับเครื่องที่ใช้ในการเจาะช่องอุโมงค์จากอังกฤษไปฝรั่งเศส) ในการเจาะเป็นโพรงยาว 500 เมตร (1,600 ฟุต)ถึง 1,000 เมตร (3,300 ฟุต) ใต้ผิวดินเพื่อสร้างห้องพักหรือห้องมั่นคงใต้ดินสำหรับเก็บกักกากกัมมันตรังสีระดับสูง. เป้าหมายคือเพื่อแยกกากนิวเคลียร์อย่างถาวรจากสภาพแวดล้อมของมนุษย์. หลายคนยังคงไม่สบายใจกับการหยุดชะงักการดูแลของระบบการกำจัดนี้อย่างกระทันหันโดยแนะนำให้ทำการจัดการและการตรวจสอบที่ยั่งยืนเพื่อเพิ่มการระมัดระวังให้มากยิ่งขึ้น.
เนื่องจากว่าสายพันธุ์กัมมันตรังสีบางสายพันธ์มีครึ่งชีวิตที่ยาวกว่าหนึ่งล้านปี, การรั่วไหลจากภาชนะที่ใส่และอัตราการย้ายถิ่นของ radionuclide แม้ว่าจะต่ำมากก็ตามจะต้องถูกนำมาพิจารณา. นอกจากนี้ มันอาจต้องใช้มากกว่าหนึ่งครึ่งชีวิตจนกระทั่งวัสดุนิวเคลียร์บางส่วนสูญเสียกัมมันตภาพรังสีมากพอที่จะยุติการเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต. การทบทวนของโครงการการกำจัดกากกัมมันตรังสีโดยสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติสวีเดนในปี 1983 พบว่าการประมาณการของประเทศสำหรับระยะเวลาหลายแสนปี-บางทีอาจจะถึงหนึ่งล้านปี-สำหรับการแยกขยะเป็นสิ่งที่ "มีความจำเป็นต้องมีอย่างเต็มที่.". นอกเหนือจากการเจือจาง, องค์ประกอบที่มีความเสถียรทางเคมีที่เป็นพิษในของเสียบางอย่างเช่นสารหนูยังคงเป็นพิษอยู่ได้ถึงหลายพันล้านปีหรือไม่มีกำหนด.
มีการแนะนำให้ทำการกำจัดกากกัมมันตรังสีที่ใต้พื้นมหาสมุทร(อังกฤษ: Ocean floor disposal), โดยพบว่าน้ำที่ลึกลงไปในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือไม่ได้มีการแลกเปลี่ยนด้วยน้ำตื้นประมาณ 140 ปีบนพื้นฐานของข้อมูลที่บันทึกปริมาณออกซิเจนในช่วง 25 ปี. การกำจัดใต้พื้นมหาสมุทรพวกนี้รวมถึงการฝังใต้ที่ราบก้นสนมุทรที่มั่นคง, การฝังในเขตมุดตัวของเปลือกโลกที่ค่อยๆพัดพาของเสียลงใต้ผิวเนื้อเปลือกโลก, และการฝังใต้เกาะธรรมชาติหรือเกาะที่มนุษย์สร้างขึ้นที่อยู่ห่างไกล. ในขณะที่วิธีการเหล่านี้ทั้งหมดมีประโยชน์และจะอำนวยความสะดวกในการแก้ปัญหาระหว่างประเทศที่จะแก้ไขปัญหาการกำจัดกากกัมมันตรังสี, พวกมันยังต้องมีการแก้ไขเพิ่มเติมกฎหมายทะเล.
มาตรา 1 (นิยาม), 7, พิธีสารอนุสัญญาว่าด้วยการป้องกันมลพิษทางทะเลโดยการทิ้งของเสียและเรื่องอื่นๆ ปี 1996, (อนุสัญญาทุ่มตลาดลอนดอน) กล่าวว่า:
"ทะเล" หมายถึงน้ำทะเลทั้งหมดนอกเหนือจากน่านน้ำภายในของรัฐ, เช่นเดียวกับพื้นทะเลและดินชั้นล่างของมัน; จะไม่รวมถึงที่เก็บย่อยก้นทะเลที่เข้าถึงได้จากแผ่นดิน".
วิธีการกำจัดของเสียโดยการฝังกลบบนบกที่เป็นข้อเสนอเพื่อกำจัดกากนิวเคลียร์ตามเขตมุดตัวของเปลือกโลกที่เข้าถึงได้จากภาคพื้นดิน จึงไม่ใช้สิ่งต้องห้ามตามข้อตกลงระหว่างประเทศ. วิธีการนี้ได้รับการอธิบายว่าเป็นวิธีการทำงานได้มากที่สุดของการกำจัดกากกัมมันตรังสี, และเป็นศิลปะที่งดงามในด้านเทคโนโลยีการกำจัดกากนิวเคลียร์ของปี 2001. อีกวิธีหนึ่งที่เรียกว่า Remix & Return จะบ่มของเสียระดับสูงกับแร่ยูเรเนียมและจะขัดสีหางแร่เพื่อลดระดับของกัมมันตภาพรังสีให้เหลือเท่าเดิมของแร่ยูเรเนียมดิบ, จากนั้นก็เก็บมันไว้ในเหมืองแร่ยูเรเนียมที่ไม่ได้ใช้งาน. วิธีนี้จะสร้างงานกำจัดของเสียให้กับคนงานเหมืองเป็นสองเท่า, และช่วยอำนวยความสะดวกในวงจรที่เรียกว่า'จากเปลไปที่หลุมฝังศพ'สำหรับวัสดุกัมมันตรังสี แต่จะไม่เหมาะสมสำหรับเชื้อเพลิงใช้แล้วในเครื่องปฏิกรณ์ในกรณีที่ไม่มีการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่, เพราะในตัวมันปรากฏว่ามีส่วนประกอบของธาตุกัมมันตรังสีเป็นพิษสูงเช่นพลูโตเนียม
การกำจัดแบบรูเจาะลึก(อังกฤษ: Deep borehole disposal)เป็นแนวคิดของการกำจัดกากกัมมันตรังสีระดับสูงจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในรูเจาะที่ลึกมากๆ. การกำจัดแบบนี้พยายามที่จะเก็บของเสียที่ลึกมากที่สุดถึง 5 กิโลเมตร (3.1 ไมล์) ใต้พื้นผิวของโลกและอาศัยหลักเบื้องต้นในอุปสรรคอันยิ่งใหญ่ทางธรณีวิทยาธรรมชาติเพื่อเก็บกักของเสียได้อย่างปลอดภัยและถาวรเพื่อที่ว่ามันจะไม่มีโอกาสก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสภาพแวดล้อม. เปลือกโลกประกอบด้วย 120 ล้านล้านตันของทอเรียมและ 40 ล้านล้านตันของยูเรเนียม (ส่วนใหญ่ค่อนข้างมีร่องรอยความเข้มข้นแต่ละตัวของจำนวนส่วนต่อล้าน บวกกับมากกว่า 3*10¹⁹ ตันมวลของเปลือกโลก), ท่ามกลางไอโซโทปรังสีธรรมชาติอื่นๆ. เนื่องจากชิ้นส่วนของนิวไคลด์ที่เสื่อมสลายต่อหน่วยของเวลาจะแปรผกผันกับครึ่งชีวิตของไอโซโทป, กัมมันตภาพรังสีสัมพันธ์ของปริมาณไอโซโทปรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้นที่น้อยกว่า (เป็นจำนวนหลักพันแทนที่จะเป็นล้านล้านตัน) จะลดลงทันทีที่ไอโซโทปที่มีครึ่งชีวิตที่สั้นมากๆกว่ากลุ่มของไอโซโทปรังสีธรรมชาติที่สลายตัวไป
ในเดือนมกราคม 2013, สภามณฑลคัมเบรีปฏิเสธข้อเสนอของรัฐบาลกลางสหราชอาณาจักรที่จะเริ่มต้นการทำงานของสถานที่ทิ้งกากนิวเคลียร์ที่เก็บอยู่ใต้ดินใกล้กับอุทยานแห่งชาติ Lake District. "สำหรับชุมชนเจ้าของพื้นที่ใดๆ จะมีแพคเกจผลประโยชน์ของชุมชนที่สำคัญที่มีมูลค่าหลายร้อยล้านปอนด์" เอ็ด ดาวี่ เลขาธิการกระทรวงพลังงานกล่าง, แต่กระนั้น, ผู้ออกเสียงท้องถิ่นโหวต 7-3 คัดค้านการต่อเนื่องของงานวิจัย, หลังจากได้ยินหลักฐานการติดต่อจากนักธรณีวิทยาอิสระว่า "ชั้นดินที่ร้าวของเขตทำให้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะมอบความไว้วางใจที่จะมีวัสดุที่เป็นอันตรายและมีพิษอยู่นานนับพันปีดังกล่าว".

การแปลงร่าง(อังกฤษ: Transmutation)

บทความหลัก: การแปลงร่างนิวเคลียร์
มีข้อเสนอมานานแล้วสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ที่บริโภคกากนิวเคลียร์และแปลงร่างมันให้เป็นกากนิวเคลียร์อย่างอื่นที่เป็นอันตรายน้อยกว่า. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เครื่องปฏิกรณ์แบบ Integral Fast เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ถูกนำเสนอ, ที่มีวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ไม่ผลิตของเสีย transuranic และในความเป็นจริง, อาจจะกินของเสีย transuranic ด้วยซ้ำ. มันดำเนินการไปได้ไกลจนถึงการทดสอบขนาดใหญ่, แต่ถูกยกเลิกไปโดยรัฐบาลสหรัฐ. อีกวิธีหนึ่ง, ถือว่าปลอดภัยกว่า แต่ต้องมีการพัฒนามากขึ้น, คือการอุทิศให้เครื่องปฏิกรณ์แบบกึ่งวิกฤต(อังกฤษ: subcritical reactor) ทำงานโดยเฉพาะกับการแปลงร่างขององค์ประกอบ transuranic ที่เหลือตกค้างอยู่
ไอโซโทปที่พบในกากนิวเคลียร์และที่เป็นตัวแทนถึงความกังวลในแง่ของการขยายการใช้งานคือ Pu-239. ปริมาณโดยประมาณของพลูโตเนียมทั้งหมดในโลกเมื่อปี 2000 คือ 1,645 เมตริกตัน, ในจำนวนนั้น 210 MT ได้ถูกแยกออกจากกันโดยการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่. คลังสำรองขนาดใหญ่ของพลูโตเนียมเป็นผลมาจากการผลิตตัวมันภายในเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ยูเรเนียมเป็นเชื้อเพลิงและจากการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของพลูโตเนียมเกรดอาวุธในโครงการผลิตอาวุธ. ตัวเลือกสำหรับการกำจัดพลูโตเนียมนี้คือการใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเบา (LWR) ดั้งเดิม. หลายประเภทของเชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพการทำลายพลูโตเนียมที่แตกต่างกันอยู่ระหว่างการศึกษา. ดูการแปลงร่างนิวเคลียร์.
การแปลงร่างเป็นสิ่งต้องห้ามในสหรัฐอเมริกาในเดือนเมษายนปี 1977 โดยประธานาธิบดีคาร์เตอร์เนื่องจากอันตรายจากการแพร่กระจายของพลูโตเนียม, แต่ประธานาธิบดีเรแกนยกเลิกการห้ามในปี 1981. เนื่องจากการสูญเสียและความเสี่ยงทางเศรษฐกิจ, การก่อสร้างโรงงาน reprocessing ในช่วงเวลานี้ไม่สามารถกลับมาทำงานต่อได้. เนื่องจากความต้องการพลังงานที่สูง, งานตามวิธีการได้ถูกดำเนินการต่อในสหภาพยุโรป. สิ่งนี้มีผลให้เกิดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่องานวิจัยในทางปฏิบัติที่เรียกว่า Myrrha ที่ทำให้การแปลงร่างเป็นไปได้. นอกจากนี้โปรแกรมการวิจัยใหม่ที่เรียกว่า ACTINET ได้รับการเริ่มต้นในสหภาพยุโรปเพื่อให้การแปลงร่างขนาดใหญ่ระดับอุตสาหกรรมเป็นไปได้. ตามที่โครงการหุ้นส่วนพลังงานนิวเคลียร์ทั่วโลกปี 2007 (อังกฤษ: Global Nuclear Energy Partnership (GNEP)) ของประธานาธิบดีบุช, สหรัฐอเมริกาในขณะนี้กำลังส่งเสริมอย่างแข็งขันในการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการแปลงร่างที่จำเป็นในการลดอย่างโดดเด่นของปัญหาการบำบัดกากนิวเคลียร์.
นอกจากนี้ยังมีการศึกษาทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานของเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นที่เรียกว่า "เตาเผา actinide" ที่เครื่องปฏิกรณ์พลาสม่าฟิวชั่นเช่นในtokamak, อาจถูก "โด๊ป" ด้วยจำนวนน้อยของอะตอม transuranic "ส่วนน้อย" ซึ่งจะถูกแปลงร่าง (หมายถึงการฟิชชั่นในกรณี actinide) ให้เป็นองค์ประกอบที่เบากว่าในระหว่างการระดมโจมตีอย่างต่อเนื่องของพวกมันโดยนิวตรอนพลังงานสูงมากที่ผลิตโดยการฟิวชั่นของดิวเทอเรียมและทริเทียมในเครื่องปฏิกรณ์. การศึกษาที่ MIT พบว่ามีเพียง 2 หรือ 3 เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นเท่านั้นที่มีพารามิเตอร์ที่คล้ายกับของเครื่องปฏิกรณ์เพื่อการทดลองเทอร์โมนิวเคลียร์นานาชาติ(อังกฤษ: International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)) ที่สามารถแปลงร่างทั้งหมดของการผลิต actinide ส่วนน้อยประจำปีจากทั้งหมดของเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาที่ดำเนินงานในปัจจุบันในกองทัพเรือสหรัฐอเมริกาในขณะเดียวกันกับการผลิตกระแสไฟฟ้าประมาณ 1 กิกะวัตต์จากเครื่องปฏิกรณ์แต่ละตัว.

การนำของเสียกลับมาใช้

บทความหลัก: การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่
อีกตัวเลือกหนึ่งคือการหาทางใช้งานสำหรับไอโซโทปในกากนิวเคลียร์เพื่อที่จะนำมันกลับมาใช้อีก. ที่ทำไปแล้ว, ซีเซียม 137, strontium-90 และไอโซโทปบางตัวอื่นๆจะถูกสกัดออกเพื่อใช้ในงานอุตสาหกรรมบางอย่างเช่นการฉายรังสีอาหารและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเรดิโอไอโซโทปเทอร์โมอิเล็กทริก. อย่างไรก็ตาม การนำกลับมาใช้ใหม่ไม่ได้ขจัดความจำเป็นในการจัดการกับไอโซโทปรังสี, แต่มันจะช่วยลดปริมาณของเสียที่ถูกผลิตขึ้น.
วิธีการผลิตไฮโดรคาร์บอนโดยใช้นิวเคลียร์ช่วย(อังกฤษ: The Nuclear Assisted Hydrocarbon Production Method), ยื่นขอสิทธิบัตรแคนาดาเลขที่ 2659302, เป็นวิธีการจัดเก็บชั่วคราวหรือถาวรของวัสดุกากนิวเคลียร์ที่ประกอบไปด้วยการวางวัสดุของเสียในพื้นที่เก็บหรือรูเจาะหนึ่งที่หรือมากกว่าหนึ่งที่, โดยพื้นที่เก็บหรือรูเจาะดังกล่าวจะถูกสร้างเขัไปในแหล่งก่อตัวของน้ำมันที่ไม่ปกติ(อังกฤษ: unconventional oil formation). การไหลของความร้อนของวัสดุของเสียจะทำให้แหล่งก่อตัวแตกหักและเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและ/หรือทางเคมีของวัสดุไฮโดรคาร์บอนภายในแหล่งก่อตัวใต้ดินเพื่อยอมให้ทำการกำจัดวัสดุที่ถูกเปลี่ยนแปลงนั้น. ส่วนผสมของสารไฮโดรคาร์บอน, ไฮโดรเจนและ/หรือของเหลวสะสมอื่น ๆ จะถูกผลิตจากแหล่งก่อตัว. กัมมันตภาพรังสีของกากกัมมันตรังสีระดับสูงช่วยต้านทานการขยายการใช้งานของพลูโตเนียมที่วางอยู่ในขอบของพื้นที่เก็บหรือส่วนที่ลึกที่สุดของรูเจาะ
เครื่องปฏิกรณ์แบบ Breeder สามารถทำงานบน U-238 และองค์ประกอบ transuranic ซึ่งประกอบด้วยส่วนใหญ่ของกัมมันตภาพรังสีของเชื้อเพลิงใช้แล้วในช่วงเวลา 1,000-100,000 ปี

การกำจัดในอวกาศ

การกำจัดในอวกาศเป็นที่น่าสนใจเพราะมันถอดกากนิวเคลียร์ออกจากโลก. แต่ก็มีข้อเสียอย่างมีนัยสำคัญเช่นศักยภาพสำหรับความล้มเหลวหายนะของยานส่ง, ซึ่งสามารถแพร่กระจายสารกัมมันตรังสีออกสู่บรรยากาศและทั่วโลก. การส่งขึ้นไปจะต้องทำหลายครั้งมากเพราะไม่มีจรวดเครื่องใหนที่จะสามารถบรรทุกวัสดุจำนวนมากเมื่อเทียบกับปริมาณของเสียทั้งหมดที่จะต้องถูกกำจัด. วิธีนี้ทำให้ข้อเสนอเป็นไปไม่ได้ในเชิงเศรษฐกิจและมันจะเพิ่มความเสี่ยงของความล้มเหลวของการส่งขึ้นไปอย่างน้อยหนึ่งครั้งหรือมากกว่า. เพื่อที่จะทำให้เรื่องนี้ยุ่งยากขึ้นไปอีก, ข้อตกลงระหว่างประเทศในการควบคุมโปรแกรมดังกล่าวจะต้องมีการจัดตั้งขึ้น. ค่าใช้จ่ายและความน่าเชื่อถือที่เพียงพอของระบบการส่งจรวดที่ทันสมัยสำหรับการกำจัดในอวกาศเป็นหนึ่งของแรงจูงใจที่จะให้ความสนใจระบบการส่งยานอวกาศที่ไม่ใช้จรวดเช่น mass drivers, ลิฟต์อวกาศ, และข้อเสนออื่น ๆ

แผนการจัดการแห่งชาติ

ดูเพิ่มเติม: การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับสูง
ประเทศส่วนใหญ่ล้ำหน้าไปมากกว่าประเทศสหรัฐอเมริกาในแผนการพัฒนาสำหรับการกำจัดกากกัมมันตรังสีระดับสูง. สวีเดนและฟินแลนด์ไปไกลที่สุดพร้อมกับการให้คำมั่นในการใช้เทคโนโลยีการกำจัดเฉพาะอย่าง, ในขณะที่คนอื่นๆแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วหรือทำสัญญากับฝรั่งเศสหรือสหราชอาณาจักรในการที่จะทำมัน, เอาผลที่ได้คือพลูโตเนียมและของเสียระดับสูงกลับ. "ปริมาณพลูโตเนียมคงค้างที่เพิ่มขึ้นจากการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ที่กำลังพัฒนาขึ้นในหลายประเทศ ... มันเป็นที่น่าสงสัยว่าการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่เป็นสิ่งที่สมควรทำในด้านเศรษฐกิจหรือไม่ในสภาพแวดล้อมปัจจุบันที่ยูเรเนียมมีราคาถูก".
ในหลายประเทศในยุโรป (เช่นอังกฤษ, ฟินแลนด์, เนเธอร์แลนด์, สวีเดนและสวิส) ความเสี่ยงหรือการจำกัดการโด๊ปของสมาชิกของประชาคมที่สัมผัสกับรังสีจากสิ่งอำนวยความสะดวกที่ปล่อยกากนิวเคลียร์ระดับสูงในอนาคตมีความเข้มงวดมากขึ้นกว่าที่ได้รับการแนะนำโดย 'คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยการป้องกันรังสี'หรือที่ถูกนำเสนอในสหรัฐอเมริกา. ข้อจำกัดของยุโรปมักจะเข้มงวดกว่ามาตรฐานที่แนะนำในปี 1990 โดยคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยการป้องกันรังสีถีง 20 เท่า และเข้มงวดมากกว่าถึงสิบเท่าของมาตรฐานที่เสนอโดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมสหรัฐ (EPA) สำหรับคลังเก็บของเสียนิวเคลียร์ที่ Yucca Mountain สำหรับ 10,000 ปีแรกหลังจากปิดคลัง.
มาตรฐาน EPA ของสหรัฐอเมริกาที่ถูกนำเสนอสำหรับมากกว่า 10,000 ปีจะเขัมงวดกว่า 250 เท่าของขีดจำกัดยุโรป. EPA สหรัฐอเมริกาเสนอข้อกำหนดทางกฎหมายสูงสุดที่ 3.5 millisieverts (350 millirem) ในแต่ละปีให้กับประชาชนในท้องถิ่นหลังจาก 10,000 ปี, ซึ่งจะขึ้นไปหลายเปอร์เซ็นต์ของการสัมผัสที่ได้รับในปัจจุบันโดยบางประชากรในภูมิภาคที่โดนรังสีพื้นหลังตามธรรมชาติที่สูงที่สุดในโลก, แม้ว่า DOE ของสหรัฐได้ทำนายว่า ปริมาณรังสีที่ได้รับจะต่ำกว่าขีดจำกัดนั้นมากก็ตาม. ในช่วงระยะเวลาหลายพันปี, หลังจากที่ไอโซโทปรังสีที่มีครึ่งชีวิตระยะสั้นที่แข็งขันที่สุดมีการสลายฝัง, การฝังกากนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาจะเพิ่มกัมมันตภาพรังสีในด้านบน 2000 ฟุตของหินและดินในประเทศสหรัฐอเมริกาในพื้นที่ (10 ล้านกิโลเมตร²) หรือ ≈ 1 ใน 10 ล้านส่วนของปริมาณสะสมของไอโซโทปรังสีตามธรรมชาติโดยปริมาตร, แต่บริเวณใกล้เคียงของสถานที่ตั้งน่าจะมีความเข้มข้นของไอโซโทปรังสีเทียมใต้ดินที่สูงกว่าค่าเฉลี่ยดังกล่าว.

มองโกเลีย

หลังจากการคัดค้านอย่างรุนแรงเกี่ยวกับแผนและการเจรจาระหว่างประเทศมองโกเลียกับประเทศญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาในการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกกากนิวเคลียร์ในประเทศมองโกเลีย, มองโกเลียได้หยุดการเจรจาทั้งหมดในเดือนกันยายน 2011. การเจรจาเหล่านี้เริ่มต้นหลังจากรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา นายแดเนียล บี Poneman เยือนมองโกเลียในเดือนกันยายน 2010. การเจรจาถูกจัดขึ้นในกรุงวอชิงตันดีซีระหว่างเจ้าหน้าที่ของประเทศญี่ปุ่น, สหรัฐอเมริกาและมองโกเลียในเดือนกุมภาพันธ์ 2011. หลังจากนี้ สหรัฐอาหรับเอมิเรต (UAE), ซึ่งต้องการซื้อเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จากมองโกเลีย, ได้เข้าร่วมในการเจรจา. การเจรจาถูกเก็บเป็นความลับ, และถึงแม้ว่า หนังสือพิมพ์ข่าวรายวัน Mainichi ได้รายงานเรื่องนี้ในเดือนพฤษภาคม. มองโกเลียปฏิเสธอย่างเป็นทางการของการมีอยู่ของการเจรจาเหล่านี้. แต่ด้วยอาการตกใจกับข่าวนี้, ประชาชนชาวมองโกเลียประท้วงต่อต้านแผนการและเรียกร้องให้รัฐบาลถอนแผนและเปิดเผยข้อมูล. ประธานาธิบดีมองโกเลีย Tsakhia Elbegdorj ออกคำสั่งประธานาธิบดีเมื่อวันที่ 13 กันยายนห้ามการเจรจาต่อรองกับรัฐบาลต่างประเทศหรือองค์การระหว่างประเทศเกี่ยวกับแผนของการจัดเก็บกากนิวเคลียร์ในประเทศมองโกเลีย. รัฐบาลมองโกเลียได้กล่าวหาว่าหนังสือพิมพ์ในการแจกจ่ายข้อเรียกร้องอันเป็นเท็จไปทั่วโลก. หลังจากคำสั่งของประธานาธิบดี, ประธานาธิบดีของมองโกเลียได้ไล่ออกบุคคลที่คาดว่ามีส่วนเกี่ยวข้องในการเจรจาเหล่านี้.

การทิ้งของเสียที่ผิดกฎหมาย

บทความหลัก: การทิ้งของเสียที่เป็นพิษโดย 'Ndrangheta
เจ้าหน้าที่ในอิตาลีกำลังสืบสวน 'Ndrangheta ตระกูลมาเฟียใยข้อหาค้าขายและการลักลอบทิ้งกากนิวเคลียร์ผิดกฎหมาย. ตามที่ whistleblower, ผู้จัดการคนหนึ่งของหน่วยงานวิจัยพลังงานของอิตาลี (Enea) ได้จ่ายเงินให้ตระกูลนี้เพื่อกำจัด 600 ถังของของเสียที่เป็นพิษและปนเปื้อนกัมมันตรังสีจากอิตาลี, สวิส, ฝรั่งเศส, เยอรมนีและสหรัฐอเมริกาด้วยมีโซมาเลียเป็นปลายทาง, ที่ซึ่งของเสียจะถูกฝังหลังจากซื้อตัวนักการเมืองท้องถิ่น. อดีตลูกจ้างหลายคนของ Enea ถูกสงสัยว่าจ่ายเงินให้อาชญากรเพื่อให้ของเสียออกไปจากมือของพวกเขาในช่วงปี 1980s และ 1990s. การจัดส่งไปโซมาเลียได้ทำอย่างต่อเนื่องในช่วงปี 1990s, ในขณะที่ตระกูล 'Ndrangheta ยังขนส่งของเสียเป็นจำนวนมาก, รวมทั้งของเสียกัมมันตรังสีจากโรงพยาบาล, และส่งพวกมันลงไปที่พื้นทะเลนอกชายฝั่ง Calabrian. ตามที่กลุ่มสิ่งแวดล้อม Legambiente, อดีตสมาชิกหลายคนของ 'Ndrangheta ได้กล่าวว่าพวกเขาถูกจ้างให้ไปจมเรือที่มีวัสดุกัมมันตรังสีในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา.

อุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับกากกัมมันตรังสี

บทความหลัก: อุบัติเหตุนิวเคลียร์และรังสี
เหตุบังเอิญไม่กี่ครั้งได้เกิดขึ้นเมื่อวัสดุกัมมันตรังสีถูกกำจัดอย่างไม่ถูกต้อง, การป้องกันในระหว่างการขนส่งมีข้อบกพร่อง, หรือเมื่อมันเพียงแต่ถูกทอดทิ้งหรือแม้กระทั่งมันถูกขโมยมาจากแหล่งเก็บของเสีย. ในสหภาพโซเวียต, ของเสียที่ถูกเก็บไว้ในทะเลสาบ Karachay ถูกพัดไปทั่วพื้นที่ระหว่างเกิดพายุฝุ่นหลังจากที่บางส่วนทะเลสาบแห้งลง. ที่ Maxey Flat, สิ่งอำนวยความสะดวกกากกัมมันตรังสีระดับต่ำที่ตั้งอยู่ในเคนตั๊กกี้, สนามเพลาะที่ใช้เก็บกักที่ปกคลุมด้วยฝุ่น, แทนที่จะเป็นเหล็กหรือซีเมนต์, ได้ทรุดตัวลงระหว่างที่น้ำฝนที่ตกหนักไหลลงไปในสนามเพลาะและเต็มไปด้วยน้ำ. น้ำที่ท่วมในสนามเพลาะกลายเป็นกัมมันตรังสีและต้องได้รับการกำจัดที่สิ่งอำนวยความสะดวกที่ Maxey Flat เอง. ในกรณีอื่น ๆ ของการเกิดอุบัติเหตุกากกัมมันตรังสี, ทะเลสาบหรือสระน้ำที่กากกัมมันตรังสีล้นลงสู่แม่น้ำโดยบังเอิญในระหว่างพายุพิเศษ. ในอิตาลี, แหล่งสะสมกากกัมมันตรังสีหลายแห่งปล่อยให้วัสดุไหลลงไปในแม่น้ำ, จึงทำให้เกิดการปนเปื้อนในน้ำสำหรับใช้ภายในประเทศ. ในฝรั่งเศส, ในช่วงฤดูร้อนของปี 2008 หลายเหตุการณ์ได้เกิดขึ้น; หนึ่งในนั้น, ที่โรงงาน Areva ใน ศูนย์พลังงานนิวเคลียร์ Tricastin, มีรายงานว่าในระหว่างการดำเนินการระบายน้ำ, ของเหลวที่ประกอบด้วยยูเรเนียมที่ยังไม่ได้รับการบำบัดได้ล้นออกมาจากถังชำรุดและประมาณ 75 กิโลกรัมของวัสดุกัมมันตรังสีได้ซึมลงไปในพื้นดินและจากนั้นก็ลงไปในแม่น้ำสองสายในบริเวณใกล้เคียง; อีกกรณีหนึ่ง, พนักงานกว่า 100 คนถูกปนเปื้อนด้วยปริมาณรังสีที่ต่ำ.
การหากินกับซากวัสดุกัมมันตรังสีที่ถูกทอดทิ้งเป็นอีกสาเหตุหนึ่งในหลายๆสาเหตุของการสัมผัสกับรังสี, ส่วนใหญ่ในประเทศกำลังพัฒนา, ซึ่งอาจจะมีกฎระเบียบที่น้อยกว่าสำหรับสารอันตราย (และบางครั้งการศึกษาทั่วไปเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสีและอันตรายของมันมีน้อยเกินไป) และตลาดสำหรับซากสินค้าและเศษโลหะ. ผู้ที่หากินกับซากและพวกที่ซื้อวัสดุส่วนใหญ่มักจะไม่ได้ระมัดระวังว่าวัสดุมีการปนเปื้อนกัมมันตรังสีและมันจะถูกเลือกเนื่องจากความสวยงามหรือเศษค่าของมัน. ความไม่รับผิดชอบในส่วนของเจ้าของวัสดุกัมมันตรังสี, มักจะเป็นโรงพยาบาล, มหาวิทยาลัยหรือทหาร, และการขาดกฏระเบียบเกี่ยวกับกากกัมมันตรังสี, หรือการขาดการบังคับใช้กฎระเบียบดังกล่าว, เป็นปัจจัยที่สำคัญในการเปิดรับรังสี. ตัวอย่างของการเกิดอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับการทุบทิ้งสารกัมมันตรังสีที่มาจากโรงพยาบาล, ดูอุบัติเหตุ Goiânia.
อุบัติเหตุจากการขนส่งที่เกี่ยวข้องกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วจากโรงไฟฟ้าไม่น่าจะมีผลกระทบอย่างรุนแรงเนื่องจากความแข็งแรงของถังจัดส่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว
เมื่อวันที่ 15 ธันวาคม 2011 โฆษกรัฐบาลชั้นนำ นายโอซามุ Fujimura ของรัฐบาลญี่ปุ่นยอมรับว่าได้พบสารนิวเคลียร์ในของเสียของโรงงานนิวเคลียร์ญี่ปุ่น. แม้ว่าญี่ปุ่นได้ให้คำมั่นตัวเองในปี 1977 ที่จะทำการตรวจสอบในข้อตกลงการป้องกันกับ IAEA, รายงานถูกเก็บเป็นความลับสำหรับผู้ตรวจสอบของสำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ. ญี่ปุ่นไม่เริ่มปรึกษากับ IAEA เกี่ยวกับปริมาณจำนวนมากของยูเรเนียมและพลูโตเนียมสมรรถนะสูงที่ถูกค้นพบในกากนิวเคลียร์ที่ถูกล้างออกโดยผู้ประกอบการนิวเคลียร์ของญี่ปุ่น. ในการแถลงข่าว Fujimura ได้กล่าวว่า "จากการตรวจสอบถึงปัจจุบัน, สารนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้องโดยเป็นของเสีย, และจากมุมมองนั้น, ไม่มีปัญหาในการบริหารจัดการความปลอดภัย". แต่ตามที่เขาพูด, เรื่องราวในขณะนั้นยังคงอยู่ระหว่างการตรวจสอบ.