V každé jaderné elektrárně vznikají během provozu dva druhy radioaktivních materiálů. Jedním je vyhořelé (tedy použité) jaderné palivo, druhým jsou radioaktivní odpady. Úroveň aktivity těchto radioaktivních odpadů je různá, proto je také nutné k nim různě přistupovat.
Vyhořelé jaderné palivo je vysoce radioaktivní. Nakládání s ním je složité a vyžaduje špičkové technologie a techniku. Jinak je tomu s radioaktivními odpady. Ty vznikají při provozu reaktoru především ozářením jeho dříve neaktivních součástí, materiálů a vybavení (jsou to např. rukavice, návleky a jiné věci, které byly používány v blízkosti záření).
Radioaktivní odpady vznikající při provozu jaderné elektrárny se dělí na tři kategorie - plynné, kapalné a pevné.
Plynné radioaktivní odpady vznikají především z odvětrávání pracovního prostředí, nádrží s aktivní vodou a podobně. Jsou čištěny ve filtrech a zadržovány v absorpčních komorách, v nichž se jejich radioaktivita snižuje pod úroveň limitů pro vypouštění do ovzduší.
Hlavními kapalnými radioaktivními odpady jsou radioaktivní chladicí voda a náplně většiny filtrů, kterými jsou čištěny aktivní kapaliny. Platí přitom, že jak v chladicí vodě, tak v ostatních chladicích tekutinách není radioaktivní sama voda, ale také v ní obsažené soli a korozní částice. Při zpracování jsou všechny kapalné odpady nejprve zahuštěny částečným odpařením vody, tento koncentrát je smíchán s asfaltem a uložen do sudů. Zbylá voda má zanedbatelnou aktivitu a je vypuštěna do životního prostředí.
Při důkladnosti čištění radioaktivní vody před tím, než se pustí mimo elektrárnu, je s podivem, že při svých kritikách jaderných elektráren se hnutí Duha značně opíralo právě o kapalné výpustě jaderné elektrárny Dukovany do řeky Jihlavy, která měla mít stonásobnou koncentraci tritia (radioaktivní vodík), než by měla bez vypouštění radioaktivní vody (Hnutí Duha: Aby se nám rozsvítilo...Šetrná energie pro každého, strana 9). Proveďme výpočet, který nám vytvoří obrázek o závažnosti a závadnosti těchto výpustí:
Například v roce 2001 bylo vypuštěno s vodou tritium s aktivitou 15,8 TBq=15,8·1012 Bq. Při množství vody, které bylo vypuštěno, tato hodnota odpovídá desítkám Bq na litr a takovou aktivitu má pro představu minerálka. Vypočítejme však, jaká by byla zátěž člověka, který by vypil všechnu vodu, která byla vypuštěna za rok 2001. Nejprve je třeba přepočítat Bq na Sv, k čemuž slouží převodní koeficient, který zohledňuje vliv radioaktivního izotopu na lidské tělo. Například stroncium se usadí v těle (naváže se v kostech) a tam se rozpadá, proto je pro tělo nebezpečné. Tritium však tělem proteče, aniž by se navázalo a kromě toho při rozpadu emituje nízkoenergetické záření, proto má malý převodní koeficient (H[Sv/Bq]=8,0·10-20). Tedy 1 Bq(3H)=8,0·10-20 Sv a kdyby dotyčný vypil všechnu vodu, obdržel by 1,2 mSv, zatímco od přírodního pozadí získá 2000 mSv za rok.
Pevné radioaktivní odpady vznikají nejčastěji při údržbářských pracích - třeba při výměnách některého zařízení nebo jeho součástí. Patří mezi ně jak vyměněné součásti (např. těsnění čerpadla nebo čidla z reaktoru), tak údržbářské pomůcky (nástroje, pracovní oděvy, rukavice aj.). I pevné radioaktivní odpady se ukládají do sudů.
Sudy naplněné kapalnými a pevnými radioaktivními odpady se umísťují do tzv. úložiště radioaktivních odpadů. Je to povrchový, od vnějšího prostředí odizolovaný, betonový objekt s jímkami, do kterých se ukládají ocelové sudy s bitumenovanými slisovanými nebo jinak upravenými nízkoaktivními odpady. V České republice se takové úložiště nachází v JE Dukovany a budou se sem svážet radioaktivní odpady i z Temelína. V některých zemích (např. Švédsko, Finsko, SRN) se nalézají i hlubinná úložiště radioaktivních odpadů.