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Les déchets radioactifs sont entreposés de manière provisoire en différents endroits. Un dépôt intermédiaire existe depuis 1992 à Rokkasho pour les déchets de faible et de moyenne activité, ainsi que pour les déchets de haute activité ; depuis 1999, les éléments combustibles usés y sont aussi entreposés. Ces derniers sont également entreposés sur le site des centrales nucléaires. Un dépôt intermédiaire de grande capacité pour les éléments combustibles usés est actuellement construit à Mutsu. Diverses organisations de recherche exploitent leur propre dépôt intermédiaire pour les déchets de faible et de moyenne activité; au centre de recherche de la JAEA (Japan Atomic Energy Agency) à Tokai, des déchets de haute activité sont également en dépôt intermédiaire.
Un dépôt en surface pour déchets de faible et de moyenne activité existe depuis 1992 à Rokkasho-mura. Des études sont en cours pour un dépôt souterrain (à 50-100 m de profondeur) pour les déchets de démantèlement de centrales. Le gouvernement a en outre chargé en 2008 la JAEA (Japan Atomic Energy Agency) de prévoir et de réaliser un dépôt en surface pour les déchets de la médecine, de l’industrie et de la recherche.
Pour les déchets de haute activité, la NUMO (Nuclear Waste Management Organization of Japan) prévoit un dépôt en milieu géologique. Le choix du site devrait avoir lieu jusqu’en 2025.
Dans l'ancienne mine de cuivre et de fer de Kamaishi et dans la mine d'uranium de Tono, des laboratoires souterrains ont été exploités respectivement de 1988 à 1998 et de 1986 à 2003. De nouveaux laboratoires souterrains sont construits à Horonobe (roche sédimentaire) et à Mizunami (roche cristalline).
Depuis avril 2008, la NUMO est aussi responsable de la gestion des déchets de moyenne activité à vie longue (DMAL) issus du retraitement des éléments combustibles usés et de la fabrication de combustible de mélange d’oxydes (MOX).
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