Наиболее неприятной в замкнутом топливном цикле является необходимость химической переработки облученного в реакторе топлива. После облучения в реакторе в топливе накапливаются продукты деления в количестве, пропорциональном количеству разделившихся ядер. Большая их часть нестабильна. Изотопы большинства ядер испытывают радиационный распад, постепенно сбрасывая излишки энергии в виде альфа и бета частиц и гамма квантов. Процесс распада происходит до тех пор, пока радиоактивный изотоп не превратится в стабильный. Большая часть изотопов распадается в стабильные за очень небольшое время, буквально за доли секунды или минуты, но есть и такие, которые превращаются в стабильные изотопы за сотни лет, с периодом полураспада 30 лет и более. Радиоактивность облученного топлива очень высокая. Достаточно сказать, что через год после выгрузки из реактора радиоактивность ОЯТ примерно в 10 миллиардов раз больше, по сравнению с естественной. Для того, чтобы выделить из облученного топлива вновь накопившиеся в нем делящиеся изотопы, необходимо раскрыть герметичный тепловыделяющий элемент, растворить керамический ОЯТ в кислотах, выделить посредством специальных химических реакций нужные элементы, все остальное собрать и упаковать высокоактивные изотопы в прочные композиции, чтобы их окончательно захоронить. Все эти процедуры надо будет выполнять в условиях высокой радиоактивности. Конечно, там должны будут работать роботы, но несмотря на самые высокие требования безопасности вероятность аварий, связанных с выходом радиоактивности за контролируемые границы, будет присутствовать. Такая ситуация возникнет, если не отказаться от переработки высокоактивного ОЯТ. Чтобы ее избежать, нужно нарабатывать новые делящиеся изотопы так, чтобы они не участвовали в процессе деления, т.е. их надо быстро удалять из областей облучения нейтронами. Сейчас такие схемы организации замкнутого топливного цикла рассматриваются как возможные к реализации в отдаленной перспективе. Но поскольку замкнутого топливного цикла пока нет, можно надеяться, что время наиболее безопасного этапа переработки облученного топлива наступит раньше.
