Reaktor pembiak
Penanganan limbah

Limbah nuklir menjadi perhatian yang lebih besar pada tahun 1990-an. Pembibitan siklus bahan bakar menarik minat baru karena potensinya untuk mengurangi limbah aktinida, khususnya berbagai isotop plutonium dan aktinida minor (neptunium, amerisium, curium, dll). Karena reaktor pemulia pada siklus bahan bakar tertutup akan menggunakan hampir semua isotop dari aktinida yang dimasukkan ke dalamnya sebagai bahan bakar, kebutuhan bahan bakarnya akan dikurangi dengan faktor sekitar 100. Volume limbah yang mereka hasilkan akan berkurang sebesar faktor sekitar 100 juga. Meskipun ada pengurangan besar dalam volume limbah dari reaktor pemulia, aktivitas limbah hampir sama dengan yang dihasilkan oleh reaktor air ringan.
Selain itu, limbah dari reaktor breeder memiliki perilaku peluruhan yang berbeda, karena terdiri dari bahan yang berbeda. Limbah reaktor breeder sebagian besar adalah produk fisi, sedangkan limbah reaktor air ringan sebagian besar adalah isotop uranium yang tidak terpakai dan sejumlah besar transuranik. Setelah bahan bakar nuklir bekas dikeluarkan dari reaktor air ringan selama lebih dari 100.000 tahun, transuranik akan menjadi sumber utama radioaktivitas. Menghilangkan mereka akan menghilangkan sebagian besar radioaktivitas jangka panjang dari bahan bakar bekas.
Pada prinsipnya, siklus bahan bakar breeder dapat mendaur ulang dan mengkonsumsi semua aktinida, hanya menyisakan produk fisi. Produk fisi memiliki 'celah' khusus dalam waktu paruh agregatnya, sehingga tidak ada produk fisi yang memiliki waktu paruh antara 91 tahun dan dua ratus ribu tahun. Akibat keanehan fisik ini, setelah beberapa ratus tahun disimpan, aktivitas limbah radioaktif dari Fast Breeder Reactor akan dengan cepat turun ke level rendah dari produk fisi berumur panjang. Namun, untuk memperoleh manfaat ini diperlukan pemisahan transuranium yang sangat efisien dari bahan bakar bekas. Jika proses ulang bahan bakarmetode yang digunakan meninggalkan sebagian besar transuranik dalam aliran limbah akhir, keuntungan ini akan sangat berkurang.
Kedua jenis siklus pemuliaan dapat mengurangi limbah aktinida:
Neutron cepat reaktor pemulia cepat dapat membelah inti aktinida dengan jumlah proton dan neutron genap. Inti seperti itu biasanya tidak memiliki resonansi " neutron termal " kecepatan rendah dari bahan bakar fisil yang digunakan dalam LWR.
Siklus bahan bakar torium pada dasarnya menghasilkan kadar aktinida berat yang lebih rendah. Bahan subur dalam siklus bahan bakar thorium memiliki berat atom 232, sedangkan bahan subur dalam siklus bahan bakar uranium memiliki berat atom 238. Perbedaan massa tersebut berarti bahwa thorium-232 membutuhkan lebih banyak peristiwa penangkapan neutron per nukleus sebelum peristiwa transuranium elemen dapat diproduksi. Selain perbedaan massa yang sederhana ini, reaktor mendapat dua peluang untuk membelah inti seiring bertambahnya massa: Pertama sebagai inti bahan bakar efektif U233, dan karena menyerap dua neutron lagi, juga sebagai inti bahan bakar U235.
Reaktor yang tujuan utamanya adalah untuk menghancurkan aktinida, daripada meningkatkan stok bahan bakar fisil, terkadang dikenal sebagai reaktor pembakar. Pemuliaan dan pembakaran bergantung pada ekonomi neutron yang baik, dan banyak desain reaktor yang dapat melakukan keduanya. Desain pemuliaan mengelilingi inti dengan selimut pemuliaan dari bahan subur. Pembakar limbah mengelilingi inti dengan limbah yang tidak subur untuk dimusnahkan. Beberapa desain menambahkan reflektor atau peredam neutron.