使用済み核燃料
原子炉の燃料である核燃料として使用できる物質は主にウラン235とプルトニウム239である。そのうち、プルトニウムは天然にほぼ存在せず、原子炉の中でウラン238から生成される。さらに、石炭や石油による火力発電とは異なり、核燃料は原子炉中ですべて核分裂反応してエネルギーに変換されるわけではなく、大部分はそのまま使用済み核燃料中に存在している。
そこで、これらを核燃料として再利用するために回収することが考えられるが、それを使用済み核燃料の再処理 (spent nuclear fuel reprocessing) と呼ぶ。
使用済み核燃料の再処理の方法としては、ピューレックス法 (PUREX: Plutonium and Uranium Recovery by EXtraction) が実績もあることから主に用いられる。ただし、この方法では使用済み核燃料をいちど硝酸によって溶解させて水溶液にする必要があり、高いレベルの放射性廃液(高レベル廃液: High-level liquid waste)が発生することになる。この高レベル廃液は、液体であるので取り扱いやすくするようにガラスで固められ(ガラス固化体)、高レベル放射性廃棄物と呼ばれることになる。
日本においては、この高レベル放射性廃棄物は地上管理施設で冷却・保管(30年 - 50年)した後、地層処分(第一種廃棄物埋設)することとなっている。