Vyhorené jadrové palivo z najbežnejšie používaných tlakovodných reaktorov obsahuje plutónium (izotop U 238 sa pri prevádzke čiastočne premieňa na Pu 239) a je ho možné prepracovať a vyrobiť z neho nové palivo. Prepracovanie predstavuje proces, pri ktorom sa vyhorené palivo pomerne zložitým a veľmi nákladným technologickým postupom prepracuje tak, že vzniká materiál na nové palivo a zostávajú vysokoaktívne nevyužiteľné zvyšky. Z palivových kaziet sa odstráni ochranný zirkónový obal, palivové články sa rozpustia v kyseline dusičnej a z roztoku sa chemicky oddeľujú jednotlivé zložky. Získané plutónium predstavuje nový a veľmi cenný štiepny materiál. Jedna tona prepracovaného jadrového paliva znamená úsporu dvoch ton prírodného uránu. Zbytky kovového pokrytia palivových článkov sa spracujú ako stredneaktívny odpad. Štiepne produkty sa oddelia a vitrifikujú. Z jednej tony vyhoreného paliva tak vznikne len 115 litrov vysokoaktívneho odpadu prevedeného do formy skla.

Prepracovanie si môžu dovoliť iba ekonomicky veľmi silné štáty (Veľká Británia, Francúzsko, Japonsko, Rusko). Prepracované palivo je vždy drahšie ako prírodný urán, avšak v tomto prípade neprichádzame o dôležitú energetickú surovinu.  

Komerčné prepracovateľské závody: La Hague a Marcoule vo Francúzsku, Sellafield vo Veľkej Británii, Rusko, Japonsko.

Palivový jadrový cyklus

Premena paliva

Manipulácia s RAO v špeciálnej komore