Chất thải phóng xạ

Chất thải phóng xạ là chất thải chứa vật liệu phóng xạ. Chất thải phóng xạ thường là sản phẩm phụ của việc sản xuất năng lượng hạt nhân, việc sử dụng phản ứng phân hạch hay công nghệ hạt nhân trong những ngành khác như nghiên cứu và y dược. Chất thải phóng xạ rất nguy hiểm với tất cả sinh vật và môi trường, và được kiểm soát bởi các cơ quan chính phủ nhằm bảo vệ sức khỏe con người và môi trường tự nhiên.
Chất phóng xạ phân rã dần theo thời gian nên chất thải phong1 xạ cần phải được cô lập và chứa trong các cơ sở xử lý phù hợp trong thời gian đủ dài cho đến khi hết nguy hiểm. Khoảng thời gian đó phụ thuộc vào loại chất thải và các đồng vị phóng xạ. Hiện nay, những phương pháp quản lý chất thải phóng xạ là cách ly và trữ chất thải ngắn hạn, trữ gần bề mặt cho chất thải cấp thấp và một số chất thải trung gian, và chôn sâu hay phân chia / chuyển hóa đối với chất thải cấp cao.
Một bản tóm tắt lượng chất thải phóng xạ và các biện pháp quản lý chất thải phóng xạ của hầu hết các nước phát triển được xem xét và phê duyệt định kỳ theo như Công ước chung về An toàn Quản lý Nhiên liệu đã qua sử dụng và về An toàn Quản lý Chất thải phóng xạ của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) .

Bản chất và ý nghĩa

Chất thải phóng xạ thường chứa một lượng hạt nhân phóng xạ: các nguyên tố ở trạng thái không bền phân rã, phát ra bức xạ ion hóa, có thể gây nguy hiểm cho con người và môi trường. Bức xạ của những đồng vị phóng xạ dạng và mức độ khác nhau, cũng như tồn tại trong những thời gian khác nhau.

Nguồn

Chất thải phóng xạ đến từ nhiều nguồn khác nhau. Ở những nước có nhà máy điện hạt nhân, vũ khí hạt nhân, hay nhà máy xử lý nhiên liệu hạt nhân, phần lớn chất thải bắt nguồn từ chu trình nhiên liệu hạt nhân và tái chế vũ khí hạt nhân. Một số nguồn khác bao gồm chất thải y tế và công nghiệp, cũng như chất phóng xạ xuất hiện tự nhiên (NORM), chúng được tập trung lại thông qua việc xử lý hay tiêu thụ than, dầu khí, và một số khoáng chất như bên dưới.

Giai đoạn đầu

Chất thải từ giai đoạn đầu trong chu trình nhiên liệu hạt nhân thường là chất thải phóng xạ alpha từ việc khai thác urani, thường chứa Radi và sản phẩm phân rã của Radi.
Urani dioxit (UO₂) đậm đặc từ các mỏ có tính phóng xạ gấp hàng ngàn lần đá hoa cương dùng trong xây dựng. Nó được tinh chế từ Urania (U₃O₈), rồi được biến đổi thành khí urani hexafluorua (UF₆). UF₆ trải qua quá trình làm giàu urani để tăng lượng U-235 từ 0.7% đến khoảng 4.4% (LEU). Sau đó được biến thành oxit gốm cứng (UO₂) để tạo nên nhiên liệu của lò phản ứng.
Sản phẩm phụ chính của quá trình làm giàu Urani là Urani nghèo (DU), chủ yếu gồm đồng vị U-238, với tỉ lệ U-235 khoảng 0.3%. Nó được chứa trong  UF₆ hoặc U₃O₈. Khối lượng riêng cực kỳ cao của nó có một số ứng dụng như đan chống tăng, và thậm chí là sống thuyền buồm ít nhất một lần. Nó cũng được dùng với plutoni để làm MOX (nhiên liệu oxit hỗn hợp) và để pha loãng (làm nghèo) Urani được làm giàu có nguồn gốc từ vũ khí, để được chuyển hướng làm nhiên liệu cho lò phản ứng.

Tháo dỡ vũ khí hạt nhân

Chất thải từ việc tháo dỡ vũ khí hạt nhân hiếm khi chứa phóng xạ beta hay gamma ngoại trừ triti và americi. Nhiều khả năng nó chỉ có các actini phóng xạ alpha như Pu-239, một vật liệu phân hạch dùng trong bom nguyên tử, cùng một số vật liệu với cường độ phóng xạ cao hơn nhiều như Pu-238 hay Po.
Trong quá khứ tác nhân kích hoạt neutron cho bom nguyên tử thường là berili và một chất phóng xạ alpha mạnh như poloni; có thể thay thế poloni với Pu-238. Vì lý do quốc phòng, thiết kế chi tiết của bom nguyên tử hiện đại thường không được công bố rộng rãi. Một số loại bom có thể có máy phát nhiệt điện hạt nhân phóng xạ dùng Pu-238 làm nguồn cấp điện lâu dài cho các thiết bị điện tử khác.
Nhiều khả năng là vật liệu phân hạch của một quả bom cũ cần tân trang sẽ chứa sản phẩm phân rã của những đồng vị của plutoni dùng trong nó, có thể gồm gồm U-236 từ Pu-240 lẫn tạp chất, cùng với U-235 từ sự phân rã của Pu-239. Do các đồng vị Pu này có chu kỳ bán rã tương đối dài, các chất thải do vật liệu trong quả bom phân rã là rất ít, và chắc chắn, ít nguy hiểm hơn nhiều (thậm chí về cường độ phóng xạ) so với chính Pu-239.
Phân rã beta của Pu-241 tạo thành Am-241; sự gia tăng americi có thể nghiêm trọng hơn là sự phân rã của Pu-239 và Pu-240 do americi là một chất phóng xạ gamma (tăng sự phơi nhiễm bên ngoài với con người) và phóng xạ alpha làm tăng nhiệt. Có một số cách để tách plutoni khỏi americi; bao gồm các quy trình nhiệt độ cao và tách chiết bằng dung môi nước/hữu cơ. Quy trình PUREX (Tách chiết oxi hóa khử Plutoni và Urani) thu gọn có thể dùng cho việc phân tách này. Urani trong tự nhiên không phân hạch được do nó chứa 99.3% U-238 và chỉ 0.7% là U-235.

Chất thải tàn dư

Bắt nguồn từ các hoạt động trong ngành công nghiệp radi, khai thác urani, và các chương trình quân sự trong quá khứ, nhiều khu vực hiện nay bị nhiễm xạ. Chỉ riêng nước Mỹ, Bộ Năng lượng (DOE) khẳng định có "hàng triệu gallon chất thải phóng xạ", "hàng ngàn tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng và vật liệu" cũng như "một lượng lớn đất và nước bị ô nhiễm." Mặc dù lượng chất thải rất lớn, Bộ Năng lượng đã đặt mục tiêu làm sạch tất cả những nơi bị ô nhiễm trước năm 2025. Ví dụ, trung tâm sản xuất nguyên liệu Fernald, bang Ohio có "31 triệu pound sản phẩm urani", "2.5 tỉ pound chất thải", "2.75 triệu yard khối đất và mảnh vụn nhiễm xạ", và một phần rộng "223 acre của Tầng ngậm nước Miami Lớn có mức urani vượt quá tiêu chuẩn uống được." Hoa Kỳ có ít nhất 108 địa điểm được cho là bị nhiễm xạ và không thể sử dụng, nhiều nơi rộng hàng ngàn mẫu Anh. DOE mong muốn sẽ làm sạch hoặc giảm thiểu phần lớn hoặc tất cả trước 2025, sử dụng một số phương pháp hiện đại như geomelting, tuy nhiên sẽ rất khó khăn và phải thừa nhận một số nơi không thể được phục hồi. Trong số 108 địa điểm này, Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, có ít nhất "167 nơi rò rỉ chất phóng xạ" tại một trong ba phân khu của khu vực rộng 37.000 mẫu Anh (150 km²) này. Một số địa điểm có đặc điểm đơn giản hơn và việc dọn dẹp đã được DOE hoàn thành, hoặc ít nhất là đóng cửa những khu vực đó.

Công nghiệp

Chất thải có nguồn gốc công nghiệp có thể chứa chất phóng xạ alpha, beta, neutron hoặc gamma. Phóng xạ gamma được dùng trong X quang còn chất phát xạ neutron được dùng trong nhiều lĩnh vực như thăm dò giếng dầu.

Vật liệu phóng xạ tự nhiên

Các chất có chứa phóng xạ tự nhiên được gọi là NORM. Sau khi quá trình xử lý của con người phơi nhiễm hoặc tích tụ tính phóng xạ (như khai thác mỏ đưa than lên mặt đất hay đốt than tạo ra tro cô đặc), chúng trở thành chất phóng xạ tự nhiên được công nghệ tăng cường (TENORM). Rất nhiều chất thải loại này là chất phát xạ hạt alpha từ các chuỗi phẫn rã của urani và thori. Nguồn phóng xạ chính trong cơ thể con người là kali-40 (⁴⁰K), vào khoảng 17 mg trong cơ thể và thu vào 0.4 mg mỗi ngày. Hầu hết các loại đá, tùy vào thành phần, có mức độ phóng xạ thấp. Thường nằm trong khoảng 1 milisievert (mSv) đến 13 mSv mỗi năm tùy vị trí, phơi nhiễm phóng xạ trung bình vào mức 2.0 mSv trên đầu người mỗi năm. Lượng phóng xạ này chiếm phần lớn lượng phóng xạ con người thường thu nhận (với sự phơi nhiễm trung bình mỗi năm từ những nguồn khác khoảng 0.6 mSv theo các xét nghiệm y tế, 0.4 mSv từ các tia vũ trụ, 0.005 mSv từ tàn dư các cuộc thử nghiệm hạt nhân trong khí quyển trong quá khứ, 0.005 mSv từ phơi nhiễm công việc, 0.002 mSv từ thảm họa Chernobyl, và 0.0002 mSv từ chu trình nhiên liệu hạt nhân).
TENORM không được kiểm soát hạn chế bằng chất thải lò phản ứng hạt nhân, tuy nhiên nguy cơ phóng xạ của những vật liệu này là tương đương.

Than

Than chứ một lượng nhỏ chất phóng xạ như urani, bari, thori và kali, nhưng, trong trường hợp than nguyên chất, nồng độ trung bình của những chất này ít hơn nhiều so với trong vỏ Trái Đất. Địa tầng xung quanh, nếu là đá phiến sét hay đá bùn, thường chứa nhiều phóng xạ hơn trung bình cũng như thành phần tro của than. Do khó cháy, những chất khoáng có cường độ phóng xạ cao tập trung nhiều trong tro bay. Tính phóng xạ của tro bay xấp xỉ bằng với đá phiến sét và nhỏ hơn đá phosphat, nhưng lại nguy hiểm hơn do một lượng nhỏ tro bay trong không khí có thể bị con người hít vào. Theo báo cáo của Hội đồng Quốc gia về Bảo vệ và Đo lường Phóng xạ Hoa Kỳ, phơi nhiễm dân số từ nhà máy điện 1000-MWe vào khoảng 490 rem-người/năm đối với nhà máy điện than, gấp hơn 100 lần so với mức 4,8 rem-người/năm của nhà máy điện hạt nhân. (Liều phơi nhiễm từ chu trình nhiên liệu hạt nhân là 136 rem-người/năm; con số tương ứng cho việc sử dụng than từ khi khai thác đến lúc bỏ đi "có lẽ là ẩn số".)

Dầu khí

Chất thải từ ngành công nghiệp dầu và khí thường chứa radi và các sản phẩm phân rã của nó. Cặn sulphat từ mỏ dầu có thể chứa một lượng lớn radi, trong khi nước, dầu và khí từ giếng dầu thường chứa radon. Radon phân rã thành các chất rắn phóng xạ tạo nên lớp phủ trong lòng đường ống dẫn. Trong các nhà máy lọc dầu, khu vực xử lý propan thường bị nhiễm phóng xạ nhiều hơn do radon có nhiệt độ sôi gần với propan.

Phân loại

Việc phân loại chất thải phóng xạ có sự khác biệt giữa các nước. Tiêu chuẩn An toàn Chất thải Phóng xạ (RADWASS), được xuất bản bởi Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) cũng đóng một phần quan trọng.

Chất thải cấp thấp

Chất thải cấp thấp (LLW) được tạo ra từ bệnh viện và công nghiệp, cũng như chu trình nhiên liệu hạt nhân. Chất thải cấp thấp bao gồm giấy, vải vụn, dụng cụ, quần áo, và những vật liệu khác chứa một lượng nhỏ chất phóng xạ tuổi thọ ngắn. Những vật có nguồn gốc từ một khu vực nhiễm xạ thường được phân loại là LLW, một biện pháp phòng ngừa ngay cả khi có ít khả năng nó bị nhiễm chất phóng xạ. LLW như thế thường có tính phóng xạ không cao hơn những vật xuất phát từ khu vực không nhiễm xạ. Một số ví dụ của chất thải cấp thấp như giẻ lau, cây lau, ống, xác động vật thí nghiệm, vân vân.
Một số LLW có mức phóng xạ cao cần được bảo vệ khi xử lý và vận chuyển, tuy nhiên hầu hết LLW đều thích hợp để chôn gần bề mặt. Để giảm kích thước, người ta thường ép chặt hoặc đốt nó trước khi chôn. LLW được chia thành bốn cấp: cấp A, cấp B, cấp C, và cao hơn cấp C.

Chất thải cấp trung bình

Chất thải cấp trung bình (ILW) chứa lượng phóng xạ lớn hơn và thường là cần ngăn cách, nhưng không cần làm lạnh. Chất thải cấp trung bình gồm nhựa cây, nước thải và vỏ che nhiên liệu hạt nhân kim loại, cũng như vật liệu bị nhiễm xạ trong việc tháo dỡ lò phản ứng hạt nhân. Chúng có thể được làm đông lại trong bê tông hay xi măng để vứt bỏ. Thông thường, chất thải ngắn ngày (chủ yếu là các chất không phải nhiên liệu từ lò phản ứng) thường được chôn ở gần mặt đất, còn chất thải tuổi thọ cao hơn (từ nhiên liệu và xử lý nhiên liệu) được để ở kho địa chất. Luật pháp Hoa Kỳ không định nghĩa loại chất thải này, cụm từ này chỉ được dùng ở châu Âu và những khu vực khác.

Chất thải cấp cao

Chất thải cấp cao (HLW) được sản sinh ra từ lò phản ứng. Định nghĩa chính xác của chất thải cấp cao không thống nhất trên toàn thế giới. Sau khi một thanh nhiên liệu hoàn tất một chu trình nhiên liệu và được lấy ra khỏi lõi, nó được xem là chất thải cấp cao. Thanh nhiên liệu có chứa sản phẩm phân hạch và các nguyên tố siêu urani được tạo ra trong lõi lò phản ứng. Nhiên liệu đã dùng này có cường độ phóng xạ cao và thường rất nóng, đồng thời chiếm 95 phần trăm tổng lượng phóng xạ tạo ra từ quá trình sản xuất điện hạt nhân. Lượng HLW trên toàn cầu hiện đang tăng khoảng 12.000 tấn mỗi năm, tương đương 100 chiếc xe buýt hai tầng hay một tòa nhà hai tầng với diện tích bằng một sân bóng đá. Một nhà máy điện hạt nhân công suất 1000 MW tạo ra khoảng 27 tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng (không được tái xử lý) mỗi năm.  Năm 2010, có xấp xỉ 250.000 tấn HLW, không tính lượng chất thải rò rỉ ra môi trường do tai nạn hay thử nghiệm. Nhật Bản ước tính có 17.000 tấn HLW được lưu giữ năm 2015. HLW đã được vận chuyển sang những nước khác để chứa hoặc xử lý, và trong một số trường hợp, được mang về làm nhiên liệu mới.
Chất thải phóng xạ từ thanh nhiên liệu đã dùng chủ yếu chứa Xêsi-137 và stronti-90, nhưng cũng có khả năng chứa plutoni, có thể coi là chất thải siêu urani. Chu kỳ bán rã của những nguyên tố phóng xạ này có thể chênh lệch rất lớn. Một số nguyên tố, như Xêsi-137 và stronti-90, có chu kỳ bán rã khoảng 30 năm. Trong khi đó, chu kỳ bán rã của plutoni có thể dài đến 24.000 năm.
Tranh cãi xung quang việc quản lý chất thải cấp cao đã hạn chế sự phát triển của năng lượng hạt nhân trên toàn cầu. Hầu hết các nhà khoa học đồng ý rằng giải pháp lâu dài tốt nhất là chôn sâu địa chất, dưới mỏ hoặc lỗ khoan. Tuy nhiên, gần sáu thập kỷ kể từ khi năng lượng hạt nhân trong thương mại xuất hiện, chưa một chính phủ nào làm được một hầm chôn chất thải dân sự hạt nhân cấp cao, tuy rằng Phần Lan đã hoàn thành một phần việc xây dựng cơ sở như thế, kho nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng Onkalo. Dù việc tái xử lý hay tái chế năng lượng hạt nhân đã qua sử dùng khả thi và đang được nghiên cứu, nó vẫn thải ra chất phóng xạ và không phải là một giải pháp trọn vẹn, nhưng vẫn có thể giảm lượng chất thải một cách đáng kể và hiện có nhiều dự án như thế trên toàn cầu. Chôn sâu địa chất hiện vẫn là cách duy nhất để xử lý trọn vẹn chất thải hạt nhân cấp cao. Chiến dịch Morris hiện là điểm lưu trữ chất thải phóng xạ cấp cao duy nhất ở Hoa Kỳ.

Chất thải siêu urani

Chất thải siêu urani (CTSU) là một phân loại chất thải được dùng ở Hoa Kỳ. Luật pháp Mỹ định nghĩa CTSU là chất thải có chứa hạt nhân siêu urani phóng xạ hạt alpha với chu kỳ bán rã dài hơn 20 năm và độ đậm đặc lớn hơn 100 nCi/g (3.7 MBq/kg), không bao gồm chất thải cấp cao. Các nguyên tố với số hiệu nguyên tử lớn hơn urani được gọi là nguyên tố siêu urani. Vì chu kỳ bán rã của chúng rất dài, CTSU được xử lý cẩn thận hơn so với chất thải cấp thấp hay trung bình. Tại Mỹ, nó có nguồn gốc chủ yếu từ việc sản xuất vũ khí hạt nhân, bao gồm quần áo, dụng cụ, giẻ lau, chất cặn, mảnh vụn và những vật khác chứa một lượng nhỏ chất phóng xạ (chủ yếu là plutoni).
Theo quy định, chất thải siêu urani được phân thành "xử lý gần" (CH) và "xử lý từ xa" (RH) dựa trên cường độ liều lượng phóng xạ đo trên bề mặt vật chứa chất thải. CTSU CH có lượng phóng xạ bề mặt không quá 200 mrem trên giờ (2 mSv/h), trong khi với CTSU RH con số này trên 200 mrem/h (2 mSv/h). Mỹ hiện vứt bỏ CTSU do các cơ sở quân sự tạo ra tại Nhà máy Thí điểm Cô lập Chất thải (WIPP) ở New Mexico. Các nước khác không phân loại chất thải này mà dùng biến thể của hệ thống chất thải theo cấp.

Phòng ngừa

Trên lý thuyết, một cách để giảm lượng chất thải là cho dừng các lò phản ứng hiện giờ bằng lò phản ứng thế hệ thứ tư, tạo ra ít chất thải hơn trên lượng năng lượng sản xuất. Có lò phản ứng nhanh có thể tiêu thụ một phần chất thải hiện có. Năm 2014, Cơ quan tháo dỡ hạt nhân (NDA) của Anh đưa ra tuyên bố lập trường về tiến độ quản lý plutoni, tóm tắt những kết luận của nghiên cứu do NDA cùng chính phủ Anh thực hiện.

Thủy tinh hóa

Lưu giữ chất thải lâu dài cần ổn định chất thải để nó không phản ứng hay phân hủy trong thời gian dài. Trên lý thuyết, một cách để thực hiện điều đó là thủy tinh hóa. Hiện nay, tại Sellafield, chất thải cấp cao (sản phẩm tinh lọc của chu trình đầu tiên của PUREX) được trộn với đường và được nung vôi, quá trình dẫn chất thải qua một ống xoay tròn được đun nóng. Mục đích của việc này là làm bốc hơi hơi nước tron chất thải và khử nitrat từ sản phẩm phân hạch, làm tăng sự ổn định của thủy tinh tạo thành.
Sản phẩm tạo thành liên tục được đưa vào một lò nung cảm ứng cùng những mảnh thủy tinh vỡ. Thủy tinh được tạo ra với các chất thải gắn chặt vào cấu trúc ma trận tinh thể của nó khi đông cứng lại. Dưới dạng nóng chảy, chất này được đổ vào các bình chứa hình trụ tròn làm bằng thép không gỉ. Khi nguội, chất lỏng này hóa rắn ("thủy tinh hóa") và trở thành thủy tinh có tính chống nước cao.
Sau khi đổ đầy bình chứa, một con dấu được hàn lên nắp bình. Bình được rửa sạch và sau khi kiểm tra sự nhiễm xạ ở bên ngoài, chiếc bình thép được đem đi lưu trữ, thường là trong một kho dưới lòng đất. Theo đó, chất thải được dự đoán là sẽ bất động trong hàng ngàn năm.
Thủy tinh trong các bình chứa thường là một hợp chất đen bóng. Đường được thêm vào để kiểm soát lượng rutheni và ngăn chặn sự hình thành của hợp chất dễ bay hơi RuO₄ có chứa các đồng vị phóng xạ của rutheni. Ở phương Tây, thủy tinh được dùng thường là thủy tinh borosilicat (tương tự Pyrex), trong khi ở khối Xô Viết cũ hay sử dụng thủy tinh photphat. Lượng sản phẩm phân hạch trong thủy tinh phải nằm trong giới hạn vì một số (palladi, các kim loại khác trong nhóm Pt, và telua) có thể hình thành dạng kim loại tách khỏi thủy tinh. Thủy tinh hóa hàng loạt sử dụng điện cực để làm nóng chảy chất thải để được chôn dưới lòng đất. Tại Đức một nhày máy thủy tinh hóa đang hoạt động, xử lý chất thải từ một nhà máy thí điểm tái chế nhỏ đã đóng cửa.

Trao đổi ion

Chất thải phóng xạ cấp trung bình trong ngành công nghiệp hạt nhân thường được xử lý bằng trao đổi ion hoặc các phương pháp khác để tập trung lượng phóng xạ vào một chỗ. Lượng lớn chất thải còn lại ít phóng xạ hơn thường được xử lý rồi thải bỏ. Ví dụ, có thể dùng khối sắt hidroxit để loại bỏ kim loại phóng xạ khỏi dung dịch hỗn hợp. Sau khi những đồng vị phóng xạ này được hấp thụ vào sắt hidroxit, sản phẩm được đặt trong một cái trống kim loại trước khi được trộn với xi măng để tạo thành dạng chất thải rắn. Để có được chất lượng lâu dài (độ ổn định cơ học) tốt hơn, chúng có thể là hỗn hộp gồm tro bay hoặc xỉ lò cao, và xi măng Portland, thay vì xi măng thông thường (làm từ xi măng Portland, sỏi và cát).

Synroc

Synroc (đá tổng hợp) của Úc là một cách thức tinh vi hơn để xử lý chất thải, và quy trình này có thể được dùng trong thương mại cho chất thải dân sự (hiện đang phát triển cho chất thải của quân đội Mỹ). Synroc được phát minh bởi Giáo sư Ted Ringwood (một nhà địa hóa học) tại Đại học Quốc gia Úc. Synroc chứa pyrochlore và khoáng chất dạng cryptomelane. Synroc nguyên gốc (Synroc C) được thiết kế cho chất thải lỏng cấp cao (sản phẩm tinh lọc của PUREX) từ lò phản ứng nước nhẹ. Các khoáng chất chính trong Synroc là hollandit (BaAl₂Ti₆O₁₆), zirconolit (CaZrTi₂O₇) và perovskit (CaTiO₃). Zirconolit và perovskit là nơi giữ các actini; stronti và bari sẽ được giữ trong perovskit, còn Xêsi được giữ trong hollandit.

Quản lý dài hạn

Khoảng thời gian được xem xét trong việc xử lý chất thải hạt nhân vào khoảng từ 10.000 đến 1.000.000 năm, dựa trên các nghiên cứu về tác động của các liều phóng xạ.
Các nhà nghiên cứu cho rằng những chẩn đoán về tác hại lên sức khỏe trong khoảng thời gian đó cần phải được xem xét nghiêm túc. Những nghiên cứu thực tế chỉ xét đến 100 năm khi có kế hoạch hiệu quả và đánh giá chi phí. Hoạt động dài hạn của chất thải phóng xạ vẫn đang là chủ đề của nhiều dự án nghiên cứu.

Thải bỏ trên mặt đất

Kho chứa khô thường có: đưa chất thải từ bể nhiên liệu đã qua sử dụng và đóng dấu (cùng với một khí trơ) trong một bình thép và được đặt trong một trụ bê tông để chắn phóng xạ. Đây là một phương pháp khá tiết kiệm có thể được thực hiện tại một cơ sở trung tâm hoặc cạnh  lò phản ứng. Chất thải có thể dễ dàng lấy ra để tái xử lý.

Bỏ ngoài không gian

Việc bỏ ngoài vũ trụ rất hấp dẫn vì loại bỏ chất thải khỏi Trái Đất. Tuy nhiên, nó có một số hạn chế nhất định như khả năng thất bại của tên lửa đẩy, có thể làm chất phóng xạ lan rộng khắp bầu khí quyển và toàn thế giới. Cần phải có nhiều lần phóng vì không tên lửa đơn lẻ nào có thể mang nhiều chất thải so với lượng thải ra. Điều này khiến giải pháp vô cùng đắt đỏ và làm tăng nguy cơ của một vụ phóng thất bại.
Hơn thế nữa, cần phải đạt được thỏa thuận quốc tế về quy định và cách tổ chức một chương trình như thế.
Giá thành cao và độ tin cậy thấp của các hệ thống phóng tên lửa vào không gian trở thành một động lực cho những hệ thống không dùng tên lửa như mass driver, thang máy vũ trụ và những giải pháp khác.

Vứt bỏ trái phép

Các nhà chức trách Ý đang điều tra băng nhóm mafia 'Ndrangheta bị buộc tội vận chuyển và vứt bỏ trái phép chất thải hạt nhân. Theo một whistleblower, một quản lý của cơ quan nghiên cứu năng lượng quốc gia của Ý, Enea, đã trả tiền cho nhóm để vứt 600 thùng phuy chứa chất thải phóng xạ và độc hại từ Ý, Thụy Sĩ, Pháp, Đức và Mỹ, đến Somalia, nơi chất thải được chôn sau khi mua chuộc những chính quyền địa phương. Một số nhân viên cũ của Enea bị nghi ngờ đã trả tiền cho băng tội phạm để trốn tránh trách nhiệm trong những năm 1980 và 1990. Chuyến hàng đến Somalia tiếp tục trong thập kỷ 90, đồng thời 'Ndrangheta cho nổ tàu chở chất thải, gồm cả chất thải phóng xạ, khiến chúng chìm xuống đáy biển ngoài khơi Calabria. Theo nhóm hoạt động vì môi trường Legambiente, các cựu thành viên của 'Ndrangheta nói rằng họ được trả tiền để đắm chìm tày với chở vật liệu phóng xạ trong suốt 20 năm qua.