원자력발전소에서 나오는 사용후 핵연료의 처분방법으로 재처리를 거치지 않는 직접심지층 처분이 미국과 스웨덴같은 일부 나라에서 고려되고 있다.

사용후핵연료 속의 잔존우라늄과 플루토늄은 재처리하여 다시 핵연료로서 리사이클재활용할 수 있는 유용한 자원이다.그러나 플루토늄은 핵무기원료로 전용될 가능성이 있다.따라서 사용후핵연료를 생태계에서 격리시키기 위해 지하에 심지층처분하려는 것이 직접영구처분 정책이라 할 수 있다.

이 정책은 우선 두가지 면에서 문제가 있다.첫째는 수백만년의 장기간동안 안전하게 격리시킬수 있느냐는 의문이다.그 사이 고의건 고의가 아니건 인간의 도굴침범을 배제할 수 없다는 것이 최근 문제점으로 제기되고 있다.둘째는 에너지자원의 수급불균형으로 천연 우라늄의 가격이 상승할 경우 사용후핵연료속의 우라늄과 플루토늄을 회수하여 재활용하는 것이 경제적일 가능성이 있다.지금 석탄이나 석유의 매장을 어렵게 탐사하여 채굴하려는 것처럼 심지층에 처분한 사용후 핵연료를 다시 채굴하게 되는 상황이 벌어질 수 있기 때문이다.

프랑스와 일본에서는 플루토늄을 혼합핵연료로 경수로에 장전하는 핵연료 리사이클이 실증되었고 상용화되고 있다.우리도 위탁재처리등을 통하여 사용후 핵연료의 리사이클 방도를 모색해야 할 것이다.만약 재처리·재활용이 당장 어려운 경우는 전략적으로 사용후 핵연료를 중간저장(약30년 정도)하여 다시 재활용하는 방안을 고려할 수 있을 것이다.이것은 단순한 경제성뿐만 아니라 에너지 자원의 저장으로 에너지 안전공급의 선택권을 갖는 면이 있다.

앞으로 비핵확산성 재처리기술 및 핵종소멸 처리기술이 개발되면 이 에너지자원은 우리같이 자원빈국의 경우 중요한 자산이 될 것이다.이는 새로운 에너지 제공과 또한 실제 최종적으로 영구처분해야 하는 폐기물의 양이 대폭 줄어드는 점에서 일석이조의 효과를 내는 것이다.