In Situationen, in denen solche Genehmigungen nicht vorliegen, sorgt der Staat zum Schutz der Bevölkerung für die sichere Verwahrung dieser Stoffe. Dieser Fall kann eintreten, wenn zum Beispiel Kernbrennstoffe gefunden oder bei Grenzkontrollen sichergestellt werden.

Die zuständige Behörde für die staatliche Verwahrung nach § 5 Atomgesetz ist das Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung. Um für den Notfall gerüstet zu sein, sind im Zwischenlager Nord bei Lubmin Lagerflächen angemietet. Dort könnten kleinere Mengen an Kernbrennstoffen verwahrt werden. Dabei handelt es sich um eine Vorsorgemaßnahme zum Schutz der Bevölkerung.

Staatliche Verwahrung kann auch dann ausnahmsweise notwendig sein, wenn eine bisher bestehende Genehmigung entfällt und keine andere Möglichkeit für eine rechtskonforme Aufbewahrung – wie eine aufsichtliche Anordnung nach § 19 Abs. 3 Satz 2 AtG – in Betracht kommt. In diesem Fall würden größere Mengen an Kernbrennstoffen zunächst an ihrem bisher genehmigten Lagerort übernommen. Das Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung müsste dann alle Maßnahmen ergreifen, damit die Sicherheit der Lagerung dem Stand von Wissenschaft und Technik entspricht.

In staatlicher Verwahrung befindet sich derzeit in Deutschland eine Plutonium-Beryllium-Quelle.