Harcanan nükleer yakıt, nükleer santrallerde yakıt olarak kullanılan radyoaktif bir malzemedir. Bu malzeme önemli bir süre kullanıldığında, yakıt olarak verimliliğini kaybeder ve değiştirilmesi gerekir. Ne yazık ki, bu noktada binlerce yıldır insanlara ve diğer canlılara ölümcül olabilen radyoaktif atıklardır. Kullanılmış nükleer yakıtı elden çıkarma yöntemleri çoğu zaman tartışmalıdır. Bazı bilim adamları, atığı diğer elden çıkarma yöntemlerine alternatif olarak faydalı yakıt olarak yeniden işlemeyi önerdiler.
Nükleer santraller kontrollü nükleer reaksiyonlarla elektrik üretiyorlar. Bu, uranyum ve plütonyum gibi yüksek oranda radyoaktif maddelerin işlenmesini içerir. Bu yakıtın faydalı kalma süresi, reaktörün yaşına ve teknoloji seviyesine bağlı olarak değişir. 2011 itibariyle, modern nükleer santrallerin çoğu, malzemenin artık işe yaramayacağı bir noktaya gelmeden önce üç ila altı yıl boyunca yakıt kullanabilir. Bu noktadan sonra, malzemenin kullanılmış nükleer yakıt olduğu kabul edilir.
Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı'na göre, ABD nükleer santralleri yılda yaklaşık 2,000 mt harcanan nükleer yakıt üretiyor. Sorun o zaman nasıl atılacağı haline gelir. Nükleer tesislerin çoğu, yakıtı, kullanılmış yakıt havuzları adı verilen yalıtılmış tanklara yerleştirmektedir. Bu tanklardaki özel arıtılmış su, malzemeyi soğutur ve yakıttan yayılan radyasyonun çoğunu emer. Materyal, genellikle bu havuzlarda 10 ila 20 yıl boyunca depolanır.
Ancak, onlarca yıllık kullanımdan sonra, bu tankların çoğu neredeyse kullanılmış nükleer yakıtla doludur. ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu, 2015'ten sonra çoğunun kullanılamayacağını tahmin ediyor. ABD yasaları, hükümetin tehlikeli nükleer atıklar için kalıcı depolama alanı bulmasını gerektiriyor, ancak çevresel kaygılar bu tür herhangi bir depolama sahasının kurulmasını engelledi. Bu arada, harcanan yakıt beton fıçılara yerleştirilir, ancak bu yöntem çevre ve güvenlik nedenleriyle de tartışmalıdır. Nükleer reaktörlü diğer ülkeler de benzer sorunlarla karşı karşıya.
Fransa ve Rusya gibi ülkeler tarafından hali hazırda kullanılmakta olan bir çözüm, harcanan nükleer yakıtı yeniden işlemektir. Kullanılmış yakıt radyoaktif kaldığından, yeniden işleme tabi tutulduktan sonra daha fazla enerji üretmek için kullanılabilir; İşlemin kendisi pahalı olmasına rağmen, daha az radyoaktif atık yeniden kullanılan yakıttan kaynaklanmaktadır. Bu sorunlar, 2011 Japonya depremi ve nükleer krizin çoğunun nükleer enerji politikasını yeniden incelemesine neden olduğu için yeni bir önem kazanmıştır. Bazı ülkelerin nükleer silah oluşturmak için harcanan nükleer yakıtı kullanabileceği konusunda endişeler var. Nükleer enerji ve radyoaktif atık her zaman tartışmalı konular olmuştur ve tartışmanın gelecekte de devam etmesi muhtemel görünmektedir.
