核燃料在燃烧时对于铀-235的利用率很低，如果核电站使用一次通过战略，铀资源利用率约为0.6%。约占核燃料97％的铀-38与中子反应后会产生天然不存在的易裂变核素钚-239，因而乏燃料中96％～97％为可利用的铀和钚，仅有3％～4％为高放废物（裂变产物（FP）及次锕系核素（MA）），将乏燃料中大量的资源与少量的废物一起直接处置，将不仅大大增加废物处置体积，还将浪费宝贵的资源。

      目前对于乏燃料的后处理比较成熟的技术是“湿法工艺”，也称“PUREX工艺”。先利用复杂的远程操控切割技术将乏燃料溶解到硝酸中，再通过有机溶剂将铀和钚从硝酸中萃取出来，与裂变产物分离，随后通过还原剂将钚还原到硝酸溶液中与铀分离，最后从有机溶液中将铀反萃取到水相。提取出来的铀、钚可进入核燃料生产的“铀转化”过程，便回到了核燃料循环中。

      湿法工艺过程复杂，而且因为可以分离出很纯的钚，所以会带来核扩散问题。

      为了解决这个问题，市场上出现了另外一种利用乏燃料的技术——MOX燃料。MOX燃料是由7％的钚和93％的铀-238组成的混合燃料，它将乏燃料里的钚以及自然储备更多的铀-238利用了起来。当中子撞击铀238时，会转变为钚239，而钚239最终又会衰变成铀-235，这样就把稀缺燃料铀-235给“加工”了出来。MOX燃料生产工艺复杂，目前世界上只有法国、比利时、英国和俄罗斯商业出产MOX燃料，也导致了它造价昂贵，但是使用MOX燃料可以消耗分离钚库存，省去铀转换和铀浓缩步骤，减少废物体积，具有良好的市场前景。

     国际上还提出了“先进后处理”的概念，利用中子轰击长寿命的裂变产物，使其嬗变为短寿命或稳定核素，从而使需要进行地质处置的高放废物的体积和毒性降低1～2个数量级，但是先进后处理所涉及的方案及流程在国际上均处于研究开发阶段。