Es gab und gibt Kernkraftwerke, die einen Teil hochradioaktiver Abfälle zur Stromerzeugung nutzen können. Die Wiederverwendung ist zurzeit allerdings beschränkt auf das im abgebrannten Kernbrennstoff enthaltene Uran und Plutonium. Andere Bestandteile des Brennstoff-Abfalls sind von der Wiederaufarbeitung und Weiterverwendung bisher ausgeschlossen. Hierzu zählen radioaktive Schwermetalle wie Neptunium oder Americium (sogenannte Actinoide oder Aktiniden) sowie Spaltprodukte wie Cäsium und Technetium, die jeweils zu einer hohen Strahlung und großen Wärmefreisetzung der bestrahlten Brennelemente beitragen.

Theoretisch wäre es möglich, dass durch Transmutation, also den Prozess der Veränderung eines Nuklides in ein anderes Isotop oder chemisches Element, in Schnellen Brutreaktoren und/oder beschleunigergetriebenen unterkritischen Reaktoren, weitere Elemente, die bislang noch nicht wiederverwendbar sind, verbrannt werden könnten. Diese Technologie ist aber noch nicht marktreif verfügbar und es blieben weiterhin eine Vielzahl von Spaltprodukten im abgebrannten Kernbrennstoff, von denen einige sehr langlebig sind.

Ein Endlager für hochradioaktive Abfälle bliebe damit weiterhin erforderlich. Darüber hinaus befinden sich die meisten Konzepte für Transmutationsanlagen momentan noch in Erforschung. Neben den Reaktoren müssten auch entsprechende Anlagen zur Wiederaufbereitung und Brennstofffertigung entwickelt und gebaut werden. Auch hieraus würden wiederum zusätzliche Abfälle entstehen.