ดูเพิ่มเติม: การจัดการกากกัมมันตรังสีระดับสูง

กากกัมมันตรังสีอายุยาวส่วนมาก, รวมทั้งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว, ต้อง[ต้องการอ้างอิง]ได้รับการเก็บกักและแยกออกต่างหากจากมนุษย์และสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานานมาก. การกำจัดของเสียเหล่านี้ในสิ่งอำนวยความสะดวกทางวิศวกรรม, หรือพื้นที่เก็บ, ที่อยู่ลึกลงไปใต้ดินในการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมถูกมองว่าเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่อ้างอิง[1]. คณะกรรมการนานาชาติว่าด้วยวัสดุฟิชชั่นได้กล่าวว่า:

เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วและการนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ระดับสูงและของเสียพลูโตเนียมต้องมีที่จัดเก็บที่มีการออกแบบที่ดีสำหรับรอบระยะเวลาตั้งแต่หลายหมื่นปีจนถึงหนึ่งล้านปี, เพื่อลดการปล่อยกัมมันตภาพรังสีที่ถูกเก็บกักไว้ออกสู่สภาพแวดล้อม. การป้องกันยังต้องมีเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งพลูโตเนียมหรือยูเรเนียมสมรรถนะสูงจะไม่หันเหความสนใจไปกับการใช้เป็นอาวุธ. มีข้อตกลงทั่วไปว่าการจัดวางเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วในพื้นที่เก็บที่อยู่ใต้พื้นผิวโลกหลายร้อยเมตรจะปลอดภัยกว่าที่จัดเก็บที่ไม่แน่นอนของเชื้อเพลิงใช้แล้วบนพื้นผิว[2].

องค์ประกอบทั่วไปของพื้นที่เก็บรวมถึงกากกัมมันตรังสี, ภาชนะที่เก็บของเสีย, อุปสรรคด้านวิศวกรรมอื่นๆหรือที่ปิดผนึกรอบภาชนะ, อุโมงค์ที่อยู่อาศัยของภาชนะบรรจุ, และการชดเชยทางธรณีวิทยาของพื้นที่โดยรอบ[3].

ความสามารถของสิ่งกีดขวางทางธรณีวิทยาธรรมชาติเพื่อแยกกากกัมมันตรังสีถูกแสดงให้เห็นโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชั่นธรรมชาติที่ Oklo, ประเทศกาบอง. ในช่วงระยะเวลาการเกิดปฏิกิริยาที่ยาวนานของพวกมัน, ประมาณ 5.4 ตันของผลิตภัณฑ์ฟิชชันและ 1.5 ตันของพลูโตเนียมร่วมกับองค์ประกอบ transuranic อื่นๆ ได้ถูกสร้างขึ้นในเนื้อแร่ยูเรเนียม. พลูโตเนียมและสาร transuranics อื่นๆนี้ยังคงไม่เคลื่อนที่จนถึงวันปัจจุบัน, หนึ่งช่วงเวลาใช้เกือบ 2 พันล้านปี[4]. สิ่งนี้เป็นที่น่าทึ่งมากในมุมมองของความจริงที่ว่าน้ำใต้ดินพร้อมที่จะเข้าไปในแหล่งสะสมและพวกมันก็ไม่ได้อยู่ในรูปเฉื่อยทางเคมี, เช่นแก้ว.

แม้จะมีข้อตกลงที่ยาวนานในหมู่ผู้เชี่ยวชาญจำนวนมากว่าการกำจัดทางธรณีวิทยามีความปลอดภัย, เป็นไปได้ทางเทคโนโลยีและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม, ส่วนใหญ่ของประชาชนทั่วไปในหลายประเทศก็ยังคงมองในแง่ร้าย[5]. หนึ่งในความท้าทายที่เผชิญหน้าผู้สนับสนุนของความพยายามเหล่านี้คือการแสดงให้เห็นด้วยความมั่นใจว่าพื้นที่เก็บจะเก็บกักของเสียได้เป็นเวลานานเสียจนกระทั่งว่าการปลดปล่อยสารใดๆที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตจะไม่ก่อให้เกิดปัญหาด้านสุขภาพที่สำคัญหรือความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม.

การนำกลับไปเข้ากระบวนการนิวเคลียร์ใหม่ไม่ได้ขจัดความจำเป็นสำหรับพื้นที่เก็บ, แต่ช่วยลดปริมาณ, ลดอันตรายจากรังสีในระยะยาว, และความสามารถในการกระจายความร้อนในระยะยาวเป็นสิ่งจำเป็น. การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ไม่ได้ขจัดความท้าทายทางการเมืองและชุมชนในการหาสถานที่ตั้งพื้นที่เก็บ[2].