放射性廃棄物

核燃料サイクルの前段階から発生する廃棄物は、通常、ウラン抽出時に発生するアルファ線放出廃棄物である。これにはラジウムとその崩壊生成物が含まれていることが多い。

採掘された二酸化ウラン（UO ₂ ）濃縮物は、建築物に使用される花崗岩の約1000倍の放射能を持つ。これはイエローケーキ（U ₃ O ₈）から精製され、六フッ化ウランガス（UF ₆）に変換される。ガス状になった後、ウラン235の含有量を0.7%から約4.4%（LEU）まで濃縮する。その後、原子炉燃料要素として組み立てられる硬質セラミック酸化物（UO ₂ ）に加工される。^{[ 15 ]}

濃縮の主な副産物は劣化ウラン（DU）で、主にU-238同位体であり、U-235含有量は約0.3%です。これはUF6またはU3O8として貯蔵されます。一部は、_その極めて_高い密度が対戦車砲弾などの価値を高める用途に使用され、少なくとも一度はヨットのキールに_も使用されました。^{[ 16 ]}また、プルトニウムとともに混合酸化物燃料（MOX）の製造や、現在原子炉燃料に転用されている兵器備蓄の高濃縮ウランの希釈、つまりダウンブレンドにも使用されます。

核燃料サイクルの最終段階、主に使用済み燃料棒には、ベータ線とガンマ線を放出する核分裂生成物、およびアルファ粒子を放出するアクチニド（ウラン234（半減期24万5千年）、ネプツニウム237（214万4千年）、プルトニウム238（8万7700年）、アメリシウム241 （432年）など）が含まれており、場合によってはカリホルニウム（カリホルニウム251の半減期は898年）などの中性子放出核種も含まれる。これらの同位体は原子炉内で生成される。   

燃料を作るためのウランの処理と、使用済み燃料の再処理を区別することが重要です。使用済み燃料には、核分裂の高放射性生成物が含まれています（下記の高レベル廃棄物を参照）。これらの多くは中性子吸収体であり、この文脈では中性子毒と呼ばれます。これらは最終的に蓄積され、制御棒を原子炉から完全に取り外しても連鎖反応が停止するほど多くの中性子を吸収します。その時点で、原子炉には依然として相当量のウラン235とプルトニウムが存在していても、燃料を新しい燃料と交換する必要があります。米国では、この使用済み燃料は通常「貯蔵」されますが、ロシア、英国、フランス、日本、インドなどの他の国では、燃料は再処理されて核分裂生成物が除去され、その後燃料が再利用されます。^{[ 17 ]}燃料から除去された核分裂生成物は、プロセスで使用される化学物質と同様に、高レベル廃棄物の濃縮形態です。ほとんどの国が単一プルトニウムサイクルで燃料を再処理しているのに対し、インドは複数のプルトニウムリサイクル計画を計画しており^{[ 18 ]}、ロシアはクローズドサイクルを追求している^{[ 19 ] 。}

原子炉で異なる燃料を使用すると、使用済み核燃料（SNF）の組成が異なり、放射能曲線も変化します。最も豊富な物質はウラン238で、その他ウラン同位体、その他のアクチニド、核分裂生成物、放射化生成物が含まれます。^{[ 20 ]}

燃料サイクルの最終段階で発生する長寿命放射性廃棄物は、使用済み核燃料（SNF）の包括的な廃棄物管理計画を策定する上で特に重要です。長期的な放射性崩壊を考慮すると、SNF中のアクチニドは、その特徴的な長い半減期のため、大きな影響を与えます。原子炉の燃料の種類によって、SNF中のアクチニド組成は異なります。

この効果の一例として、トリウムを含む核燃料の使用が挙げられます。Th-232は、中性子捕獲反応と2回のベータマイナス崩壊を起こし、核分裂性U-233を生成する増殖性物質です。トリウムを含むサイクルで使用済み核燃料（SNF）にはU-233が含まれます。その放射性崩壊は、約100万年にわたってSNFの長期放射能曲線に大きな影響を与えます。3種類の異なるSNFタイプにおけるU-233に関連する放射能の比較は、右上の図で確認できます。燃焼燃料は、原子炉級プルトニウム（RGPu）を含むトリウム、兵器級プルトニウム（WGPu）を含むトリウム、および混合酸化物燃料（MOX、トリウムなし）です。RGPuとWGPuについては、U-233の初期量と約100万年にわたるその崩壊が示されています。これは、3種類の燃料タイプの総放射能曲線に影響を与えます。 MOX燃料にはU-233とその娘核種が初期段階で存在しないため、右下の図の領域3では放射能が低くなりますが、RGPuとWGPuでは、完全に崩壊していないU-233が存在するため、曲線は高いまま維持されます。核再処理によって、使用済み燃料からアクチニドを除去し、再利用または破壊することができます（長寿命核分裂生成物§アクチニドを参照）。 

ウランとプルトニウムは核兵器の材料であるため、拡散の懸念がある。通常（使用済み核燃料中）のプルトニウムは原子炉級プルトニウムである。核兵器の製造に非常に適したプルトニウム239に加えて、プルトニウム240、プルトニウム241、プルトニウム238といった望ましくない不純物が大量に含まれており、これらの同位体は分離が非常に困難で、核分裂性物質を得るためのより費用対効果の高い方法が存在する（例えば、ウラン濃縮やプルトニウム専用生産炉など）。^{[ 21 ]}

高レベル放射性廃棄物には、比較的半減期の短い高放射性核分裂生成物が大量に含まれています。これは、廃棄物が地中深度貯蔵などの場所に保管される場合、長年にわたって核分裂生成物が崩壊し、廃棄物の放射能が低下してプルトニウムへのアクセスが容易になるため、懸念事項となります。望ましくない汚染物質であるプルトニウム240はプルトニウム239よりも速く崩壊するため、爆弾材料の質は時間とともに向上します（ただし、その量も時間とともに減少します）。そのため、時間が経つにつれて、これらの深層貯蔵区域は「プルトニウム鉱山」になる可能性があり、そこから核兵器の材料を比較的容易に入手できる可能性があると主張する人もいます。後者の考えに対する批判者は、密閉された深層貯蔵区域から有用な材料を回収することが困難であるため、他の方法の方が望ましいと指摘しています。具体的には、高放射能と高温（ 周囲の岩石では80℃）により貯蔵区域の採掘が著しく困難になり、必要な濃縮方法には高額な設備投資が必要となります。^{[ 22 ]}

プルトニウム239はウラン235に崩壊し、ウラン235は兵器に適しており、半減期が非常に長い（約10⁹^年）。したがって、プルトニウムは崩壊してウラン235を残す可能性がある。しかし、現代の原子炉はウラン238に比べてウラン235の濃縮度が中程度であるため、ウラン238はプルトニウムの崩壊によって生成されたウラン235の変性剤として引き続き機能する。

この問題の解決策の一つは、プルトニウムをリサイクルして、例えば高速炉の燃料として利用することです。乾式冶金高速炉では、分離されたプルトニウムとウランはアクチニドによって汚染されているため、核兵器には使用できません。

石炭には少量の放射性ウラン、バリウム、トリウム、カリウムが含まれていますが、純粋な石炭の場合、これは地殻におけるこれらの元素の平均濃度よりもかなり少ないです。周囲の地層が頁岩や泥岩の場合、平均よりもわずかに多く含まれていることが多く、これは「汚れた」石炭の灰分にも反映される可能性があります。^{[ 26 ] [ 31 ]}より活性の高い灰鉱物は、燃焼しにくいため、まさに飛灰に濃縮されます。 ^{[ 26 ]}飛灰の放射能は黒色頁岩とほぼ同じで、リン鉱石よりは低いですが、飛灰のごく一部が大気中に放出され、吸入される可能性があるため、より懸念されます。^{[ 32 ]}米国放射線防護測定協議会(NCRP) の報告によると、1000 MWe の発電所からの人口被ばくは、石炭火力発電所では年間 490 人レムで、原子力発電所 (年間 4.8 人レム) の 100 倍である。採掘から廃棄物処分までの核燃料サイクル全体からの被ばくは年間 136 人レムであり、採掘から廃棄物処分までの石炭使用の対応する値は「おそらく不明」である。^{[ 26 ]}

石油・ガス産業の残留物には、ラジウムとその崩壊生成物が含まれていることが多い。油井からの硫酸塩スケールはラジウムを多く含む場合があり、油井からの水、油、ガスにはラドンが含まれていることが多い。ラドンは崩壊して固体放射性同位体を形成し、それが配管の内側にコーティングを形成する。石油処理プラントでは、ラドンの沸点がプロパンと似ているため、プロパンを処理するプラントのエリアは、プラント内で最も汚染されているエリアの1つであることが多い。^{[ 33 ]}

放射性元素は、原油や塩水に直接触れて作業する作業員が健康に悪影響を及ぼす線量に被曝する可能性があるため、一部の油井では産業上の問題となっています。塩水中のこれらの元素の濃度が比較的高いため、その処分も技術的な課題となっています。しかし、1980年代以降、米国では塩水は危険廃棄物規制の対象外となり、放射性物質や有毒物質の含有量に関係なく処分できるようになりました。^{[ 34 ]}

希土類鉱石にはトリウムやラジウムなどの放射性元素が自然に存在するため、採掘作業ではわずかに放射能を持つ廃棄物や鉱床も発生する。^{[ 35 ]}

放射性廃棄物の長期保管には、長期間にわたって反応も劣化も起こらない形態に廃棄物を安定化させる必要がある。その方法の一つとしてガラス固化が考えられる。^{[ 66 ]}現在、セラフィールドでは、高レベル廃棄物（PUREX第1サイクルラフィネート）を砂糖と混合し、焼成している。焼成とは、廃棄物を加熱された回転管に通す工程である。焼成の目的は、廃棄物から水分を蒸発させ、核分裂生成物を脱硝して、生成されるガラスの安定性を高めることである。^{[ 67 ]}

生成された「焼成物」は、破砕されたガラスとともに誘導加熱炉に連続的に供給される。^{[ 68 ]}結果として得られるガラスは、凝固する際に廃棄物がガラスマトリックスに結合した新しい物質である。溶融物として、この製品はバッチプロセスでステンレス鋼の円筒形容器（「シリンダー」）に注がれる。冷却されると、流体は固化（「ガラス化」）してガラスになる。形成された後のガラスは、耐水性が非常に高い。^{[ 69 ]}

シリンダーに充填した後、シリンダーヘッドにシールが溶接されます。次にシリンダーが洗浄されます。外部汚染がないか検査された後、鋼鉄製のシリンダーは通常、地下貯蔵庫に保管されます。この形態では、廃棄物は何千年もの間固定されると予想されます。^{[ 70 ]}

円筒内のガラスは通常、黒色の光沢のある物質です。この作業はすべて（英国では）ホットセルシステムを使用して行われます。砂糖は、ルテニウムの化学を制御し、放射性ルテニウム同位体を含む揮発性のRuO ₄の生成を止めるために添加されます。西側では、ガラスは通常ホウケイ酸ガラス（パイレックスに類似）ですが、旧ソ連ではリン酸ガラスを使用するのが一般的です。^{[ 71 ]}ガラス中の核分裂生成物の量は制限する必要があります。なぜなら、一部の核分裂生成物（パラジウム、その他の Pt グループ金属、テルル）は、ガラスから分離する金属相を形成する傾向があるからです。バルクガラス化では、電極を使用して土壌と廃棄物を溶かし、それを地下に埋めます。^{[ 72 ]}ドイツでは、ガラス化プラントが、その後閉鎖された小規模な実証再処理プラントからの廃棄物を処理しています。^{[ 67 ] [ 73 ]}

廃棄物を長期間反応や分解しない形態に安定化させるもう1つの方法は、リン酸塩系結晶セラミックホストに直接組み込むことによる固定化です。さまざまな条件下でのリン酸塩セラミックの多様な化学は、時間の経過とともに化学的、熱的、放射性分解に耐えることができる多用途材料であることを示しています。リン酸塩、特にセラミックリン酸塩の特性である、広いpH範囲での安定性、低多孔性、および二次廃棄物の最小化は、新しい廃棄物固定化技術の可能性をもたらします。^{[ 74 ]}

原子力産業では、中程度の放射性廃棄物をイオン交換などの方法で処理して放射能を少量に濃縮するのが一般的です。処理後の放射能が大幅に低下した塊は、多くの場合、その後排出されます。たとえば、水酸化第二鉄の凝集物を使用して、水混合物から放射性金属を除去することができます。^{[ 75 ]}放射性同位体が水酸化第二鉄に吸着された後、生成されたスラッジを金属ドラムに入れ、セメントと混合して固体廃棄物を形成することができます。^{[ 76 ]}このような形態からより優れた長期性能（機械的安定性）を得るために、通常のコンクリート（ポルトランドセメント、砂利、砂で作られる）の代わりに、フライアッシュまたは高炉スラグとポルトランドセメントの混合物から作られることがあります。

オーストラリアのSynroc (合成岩石) は、このような廃棄物を固定化するより高度な方法であり、このプロセスは最終的に民間廃棄物の商業利用につながる可能性があります (現在は米国の軍事廃棄物向けに開発されています)。Synroc は、オーストラリア国立大学の地球化学者である Ted Ringwood によって発明されました。^{[ 77 ]} Synroc には、パイロクロア型およびクリプトメラン型の鉱物が含まれています。Synroc の元の形態 (Synroc C) は、軽水炉からの液体高レベル廃棄物 (PUREX ラフィネート) 用に設計されました。この Synroc の主な鉱物は、ホランダイト(BaAl ₂ Ti ₆ O ₁₆ )、ジルコノライト(CaZrTi ₂ O ₇ )、およびペロブスカイト(CaTiO ₃ ) です。ジルコノライトとペロブスカイトはアクチニドのホストです。ストロンチウムとバリウムはペロブスカイトに固定されます。セシウムはホランダイトに固定される。ANSTOでは2018年にSynroc廃棄物処理施設の建設が開始された。^{[ 78 ]}

藻類は研究でストロンチウムに対する選択性を示したが、生物修復に使用されるほとんどの植物はカルシウムとストロンチウムの選択性を示さず、核廃棄物に多く含まれるカルシウムで飽和することが多い。半減期が約30年のストロンチウム90は高レベル廃棄物に分類される。 ^{[ 86 ]}

研究者らは、模擬廃水中のScenedesmus spinosus (藻類)によるストロンチウムの生物蓄積を調べた。この研究では、S. spinosus のストロンチウムに対する高い選択的生物吸着能力が主張されており、原子力廃水の利用に適している可能性があることを示唆している。^{[ 87 ]}非放射性ストロンチウムを用いた池藻Closterium moniliferumの研究では、水中のバリウムとストロンチウムの比率を変えることでストロンチウムの選択性が向上することがわかった。^{[ 86 ]}

乾式キャスク貯蔵では、通常、使用済み燃料プールから廃棄物を取り出し、それを（不活性ガスとともに）鋼製シリンダーに封入し、放射線遮蔽材として機能するコンクリート製シリンダー内に設置します。これは比較的安価な方法であり、中央施設または原子炉の隣接場所で行うことができます。廃棄物は再処理のために容易に回収できます。^{[ 88 ]}

高レベル放射性廃棄物および使用済み燃料の適切な深層最終処分場の選定プロセスは現在、複数の国で進行中であり、最初の処分場は2010年以降に稼働開始予定である。基本的な構想は、大規模で安定した地質構造を見つけ、採掘技術を用いてトンネルを掘削するか、または（イギリスからフランスへの英仏海峡トンネルの掘削に使用されたものと同様の）大口径トンネル掘削機を用いて、地表から500～1,000メートル（1,600～3,300フィート）下の立坑を掘削し、そこに高レベル放射性廃棄物を処分するための部屋や保管庫を掘削することである。目標は、核廃棄物を人間の環境から永久的に隔離することである。多くの人々は、この処分システムの即時管理停止に依然として不安を感じており、永続的な管理と監視の方がより賢明であると提言している。 

放射性物質の中には半減期が100万年を超えるものもあるため、容器からの漏洩や放射性核種の移動率が非常に低い場合でも考慮に入れなければならない。^{[ 90 ]}さらに、一部の核物質は、生物にとって致命的でなくなるほど放射能を失うまで、半減期を1回以上経つ必要があるかもしれない。1983年に米国科学アカデミーが行ったスウェーデンの放射性廃棄物処分プログラムのレビューでは、廃棄物の隔離に数十万年（場合によっては100万年まで）必要であるという同国の推定は「完全に正当化される」と結論付けられた。^{[ 91 ]}

提案されている陸上沈み込み帯廃棄物処分方法は、陸上からアクセスできる沈み込み帯に核廃棄物を処分するため、国際協定で禁止されていません。この方法は、放射性廃棄物を処分する最も実現可能な手段^{[ 92 ]}、および2001年時点での核廃棄物処分技術の最先端^{[ 93 ]として説明されています。}

リミックス＆リターン^{[ 94 ]}と呼ばれる別のアプローチでは、高レベル放射性廃棄物をウラン鉱山や製粉所の尾鉱と混合して、ウラン鉱石の元の放射能レベルまで下げ、その後、休止中のウラン鉱山に補充します。このアプローチには、廃棄作業員も兼ねる鉱山労働者に仕事を提供し、放射性物質のゆりかごから墓場までのサイクルを促進するという利点がありますが、プルトニウムなどの非常に毒性の高い放射性元素が含まれているため、再処理を行わない使用済み原子炉燃料には不適切です。

深層掘削処分とは、原子炉から発生する高レベル放射性廃棄物を極めて深い掘削孔に処分するという概念です。深層掘削処分では、廃棄物を地表から最大5キロメートル（3.1マイル）下に配置することを目指しており、廃棄物を安全かつ永久的に封じ込めるために、巨大な自然の地質学的障壁に主に依存し、環境に脅威を与えることが決してないようにしています。地殻には、他の天然放射性同位体とともに、120兆トンのトリウムと40兆トンのウラン（主に比較的微量な濃度で、それぞれ百万分率で、地殻の質量3×10¹⁹^トンを超える）が含まれています。^{[ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]}単位時間あたりに崩壊する核種の割合は同位体の半減期に反比例するため、天然の放射性同位体の大部分よりも半減期がはるかに短い同位体が崩壊すると、人間が生産する放射性同位体の量が少ない（数兆トンではなく数千トン）場合の相対放射能は減少するだろう。 

2013年1月、カンブリア州議会は、湖水地方国立公園近くに核廃棄物の地下貯蔵施設を建設するという英国中央政府の提案を拒否した。「どの受け入れ地域にとっても、数億ポンド相当の相当な地域利益パッケージがもたらされるだろう」とエネルギー大臣のエド・デイヴィーは述べたが、それでも地元の選出議会は、独立した地質学者から「郡の破砕された地層には、そのような危険な物質と数千年続く危険を任せることは不可能だ」という証拠を聞いた後、調査の継続に7対3で反対票を投じた。^{[ 98 ] [ 99 ]}

水平掘削孔処分とは、使用済み核燃料、セシウム137、ストロンチウム90などの高レベル放射性廃棄物を処分するために、地殻に垂直方向に1km、水平方向に2km以上掘削するという提案を指します。設置および回収期間後、掘削孔は埋め戻され、封鎖されます。この技術の一連のテストは、2018年11月に実施され、その後2019年1月に米国に拠点を置く民間企業によって再び公開されました。^{[ 100 ]}このテストでは、水平掘削孔へのテスト用容器の設置と、同じ容器の回収が実証されました。テストでは実際の高レベル放射性廃棄物は使用されていません。^{[ 101 ] [ 102 ]}

欧州委員会共同研究センターの2021年の報告書（上記参照）は次のように結論付けている。^{[ 103 ]}

放射性廃棄物の管理と安全かつ確実な処分は、原子力科学技術のあらゆる応用分野（原子力エネルギー、研究、産業、教育、医療など）のライフサイクルにおいて不可欠なステップです。そのため、放射性廃棄物は事実上あらゆる国で発生しており、その大部分は原子力発電所を稼働させている国々の原子力エネルギーライフサイクルから生じています。現在、高レベルかつ長寿命の放射性廃棄物を深層地層に処分することは、今日の知見に基づけば、生物圏から非常に長期間にわたって隔離するための適切かつ安全な手段であるという科学的・技術的な幅広い合意が得られています。

1946年から1993年にかけて、13か国が海洋投棄または海洋処分を核/放射性廃棄物の処分方法として用い、その量は主に医療、研究、原子力産業から発生した約20万トンに上った。^{[ 104 ]}

北大西洋の深層水は、25年間にわたって記録された酸素含有量データに基づくと、約140年間浅層水との交換がないという発見から、放射性廃棄物の海底処分が提案されている。 ^{[ 105 ]}これには、安定した深海底平原の下に埋めること、廃棄物をゆっくりと地球のマントルに運ぶ沈み込み帯に埋めること、^{[ 106 ] [ 107 ]}および遠隔の自然または人工の島の下に埋めることが含まれる。これらのアプローチはすべて利点があり、放射性廃棄物処分の問題に対する国際的な解決を促進するが、海洋法の改正が必要となる。^{[ 108 ]}

原子力潜水艦は失われており、これらの潜水艦の原子炉も海洋に投棄された放射性廃棄物の量に含める必要がある。

廃棄物その他の物の投棄による海洋汚染の防止に関する条約（ロンドン投棄条約）の1996年議定書の第1条（定義）第7項は、次のように規定している。

「海」とは、国家の内水以外のすべての海洋水域、ならびにその海底およびその下層土を意味する。ただし、陸上からのみアクセス可能な海底貯蔵施設は含まない。

核廃棄物を消費し、それをより害の少ない、あるいは寿命の短い別の核廃棄物に変換する原子炉の提案がなされてきた。特に、一体型高速炉は、超ウラン元素廃棄物を一切発生させず、むしろ超ウラン元素廃棄物を消費できる核燃料サイクルを備えた原子炉として提案された。大規模試験まで進んだものの、最終的に米国政府によって中止された。より安全だと考えられているが、さらなる開発を必要とする別のアプローチは、未臨界原子炉を余剰超ウラン元素の核変換専用にすることである。

核廃棄物中に存在し、核拡散の観点から懸念される同位体の一つにプルトニウム239（Pu-239）がある。大量のプルトニウムは、ウラン燃料原子炉内での生産と、兵器開発計画における兵器級プルトニウムの再処理によって生じたものである。このプルトニウムを処分する一つの方法として、従来の軽水炉（LWR）の燃料として利用することが挙げられる。プルトニウム破壊効率の異なる複数の燃料タイプが現在研究されている。

核変換は、プルトニウム拡散の危険性から、1977年4月にカーター米大統領によって米国で禁止されたが^{[ 109 ]}、レーガン大統領は1981年にこの禁止を撤回した^{[ 110 ]。}経済的損失とリスクのため、この間、再処理工場の建設は再開されなかった。エネルギー需要が高いため、この方法の研究は欧州連合（EU）で継続されている。その結果、核変換が可能な実用的な原子力研究炉であるミルラが誕生した。さらに、核変換を産業規模で可能にするためのACTINETと呼ばれる新しい研究プログラムがEUで開始された。2007年のブッシュ米大統領のグローバル原子力エネルギーパートナーシップ（GNEP）によると、米国は核廃棄物処理の問題を大幅に軽減するために必要な核変換技術の研究を積極的に推進している^{[ 111 ] 。}

また、いわゆる「アクチニド燃焼器」として核融合炉を使用する理論的研究も行われており、トカマクなどの核融合炉プラズマに、原子炉内で重水素と三重水素の核融合によって生成される非常に高エネルギーの中性子による連続的な照射によって、より軽い元素に変換（アクチニドの場合は核分裂）される「マイナー」超ウラン原子を少量「ドープ」することができる。MITの研究では、国際熱核融合実験炉（ITER）と同様のパラメータを持つ核融合炉が2つか3つあれば、現在米国で稼働しているすべての軽水炉からの年間マイナーアクチニド生産量全体を変換し、同時に各原子炉から約1ギガワットの電力を生成できることがわかった。^{[ 112 ]}

線形粒子加速器では、核変換による核廃棄物管理の機会も検討されている。米国エネルギー省ARPA-Eの「原子力廃棄物変換最適化プログラム」（NEWTON）を通じて、エネルギー省は、主に粒子加速器技術に焦点を当て、30年以内に商業的に使用されている米国の核燃料備蓄を変換するための経済的に実行可能な核変換の規模を調査することを目指している。このプログラムでは、使用済み核燃料を処理して、天然ウラン鉱石の放射性毒性に達するまでの冷却時間を10万年から300年に短縮することが期待されている。^{[ 113 ]}高エネルギー陽子ビームは、鉛やビスマスなどの重元素ターゲットとの衝突によって中性子ビームを生成するために使用され、このプロセスは核破砕と呼ばれる。このような装置のサイズとコストを削減することは、プロセスの実用化のための主要な焦点分野である。^{[ 114 ]}

2018年のノーベル物理学賞受賞者であるジェラール・ムルーは、チャープパルス増幅を用いて高エネルギーかつ短パルスのレーザーパルスを生成することを提案している。これは、重水素をトリチウム標的に加速して核融合反応を起こして高速中性子を生成するか、陽子を加速して中性子破砕を行うかのいずれかであり、どちらの方法も核廃棄物の核変換を目的としている。^{[ 115 ] [ 116 ] [ 117 ]}

使用済み核燃料には、豊富な増殖性ウランと微量の核分裂性物質が含まれています。^{[ 20 ]} PUREXプロセスなどの方法を使用して、活性核燃料の製造に有用なアクチニドを除去することができます。

もう一つの選択肢は、核廃棄物中の同位体の用途を見つけて再利用することです。^{[ 118 ]}すでに、セシウム137、ストロンチウム90、その他のいくつかの同位体は、食品照射や放射性同位体熱電発電機などの特定の産業用途に抽出されています。再利用によって放射性同位体の管理の必要性がなくなるわけではありませんが、発生する廃棄物の量を減らすことができます。

原子力補助炭化水素生産方法^{[ 119 ]}カナダ特許出願2,659,302は、非在来型油田に構築された1つ以上の貯蔵施設または掘削孔に廃棄物を配置することを含む、核廃棄物の一時的または永久的な貯蔵方法である。廃棄物の熱流束は地層を破砕し、地下地層内の炭化水素物質の化学的および／または物理的性質を変化させ、変化した物質の除去を可能にする。地層からは、炭化水素、水素、および／またはその他の地層流体の混合物が生成される。高レベル放射性廃棄物の放射能は、貯蔵施設の周辺部または掘削孔の最深部に配置されたプルトニウムに対する拡散抵抗性を提供する。

増殖炉はウラン238と超ウラン元素で稼働することができ、これらは1000年から10万年の期間における使用済み燃料の放射能の大部分を占める。

宇宙空間での廃棄物処分は、地球から核廃棄物を除去できるため魅力的です。しかし、打ち上げロケットの壊滅的な故障によって放射性物質が大気中や世界中に拡散する可能性があるなど、重大な欠点があります。処分する必要のある総量に比べて、個々のロケットでは運搬できる量が非常に少ないため、多数の打ち上げが必要になります。このため、この提案は経済的に非現実的であり、1回または複数回の打ち上げ失敗のリスクが高まります。^{[ 120 ]}さらに問題を複雑にしているのは、このようなプログラムの規制に関する国際協定を確立する必要があることです。^{[ 121 ]}宇宙空間での廃棄物処分における現代のロケット打ち上げシステムのコストと信頼性の不足は、マスドライバー、宇宙エレベーター、その他の提案などの非ロケット宇宙打ち上げシステムへの関心の動機の1つとなっています。^{[ 122 ]}

モンゴルが日本および米国と核廃棄物処理施設を建設する計画および交渉を進めていたことに対し、モンゴル国民から強い反対意見が出たため、モンゴルは2011年9月に全ての交渉を中止した。この交渉は、2010年9月にダニエル・ポネマン米国エネルギー副長官がモンゴルを訪問した後に始まった。2011年2月には、ワシントンD.C.で日本、米国、モンゴルの当局者による協議が行われた。その後、モンゴルから核燃料を購入したいと考えていたアラブ首長国連邦（UAE）が交渉に加わった。協議は秘密裏に行われ、毎日新聞が5月に報じたものの、モンゴル政府は公式にはこれらの交渉の存在を否定した。この報道に危機感を抱いたモンゴル国民は、計画に抗議し、政府に計画の撤回と情報公開を求めた。モンゴルのツァヒアギーン・エルベグドルジ大統領は9月13日、モンゴルにおける核廃棄物貯蔵計画に関する外国政府や国際機関とのあらゆる交渉を禁止する大統領令を発布した。^{[ 127 ]}モンゴル政府は、同紙が世界中に虚偽の主張を流布したと非難している。大統領令発布後、モンゴル大統領は、これらの会話に関与したとされる人物を解雇した。