Recebe o nome de reprocessamento nuclear o processo tecnológico de separação e recuperação química do plutônio ou urânio físsil (cindível) proveniente do combustível nuclear irradiado em um reator nuclear. De um modo muito simples, é a reciclagem da matéria do combustível nuclear.
Esquema mostra as etapas da geração de energia nuclear, desde a extração do urânio na mina, até o seu armazenamento definitivo após o uso e reprocessamento.
Tanto o urânio quanto o plutônio reprocessado constituem a maior parte do material combustível irradiado, e um ou outro é geralmente preferido pela alta produção de energia liberada pela fissão de seus átomos. A maior parte, da reciclagem, cerca de 96%, recai sobre o urânio, do qual menos de 1% constitui o isótopo físsil U-235 (geralmente entre 0,4 e 0,8%); já o plutônio responde por 1% do total, e é utilizado em grande parte no combustível de óxido misto (MOX).
O reprocessamento do combustível utilizado é complexo, pois muitos de seus componentes são também radioativos. A composição de urânio reprocessado depende do enriquecimento inicial e o momento em que o combustível foi usado no reator. Hoje em dia, não só o plutônio ou urânio estão sendo reaproveitados, mas também todos os actinídeos. Há inclusive um interesse crescente em recuperar todos os actinídeos de longa duração e reciclá-los em reatores rápidos, de modo que eles sirvam como produtos de fissão de curta duração.
A atividade de reprocessamento nuclear é comum desde a década de 40 do século passado. Isso se explica pelo fato destes elementos serem geralmente de difícil ocorrência em todo planeta, e esta prática tem a vantagem de evitar o desperdício de um recurso valioso. Desde então, o urânio e o plutônio não utilizados nos elementos combustíveis usados são recuperados, fechando assim, o ciclo do combustível, obtendo-se um ganho de cerca de 25% mais energia comparado ao urânio do processo original. Uma segunda razão é que o reprocessamento reduz o volume de material a ser eliminado como resíduo de alto nível a cerca de um quinto. Isso contribui também para uma forma de utilização mais segura da energia, pois o nível de radioatividade no reprocessamento de resíduos é muito menor e, após cerca de cem anos, cai muito mais rapidamente comparado ao do combustível sem reprocessamento.
A operação de reutilização tinha inicialmente como único destino o campo militar e o desenvolvimento de novos armamentos. Com a gradual utilização deste material para fins pacíficos, em particular nas usinas produtoras de energia elétrica, surge a comercialização da energia nuclear. O material reciclado passa a ter um novo emprego, em especial nos momentos de alta no preço do urânio e plutônio.
Bibliografia: Processing of Used Nuclear Fuel (em inglês). Disponível em: < http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Fuel-Recycling/Processing-of-Used-Nuclear-Fuel/#.UZMCSaLvuQA >. Acesso: 15/05/13.
Ilustração: http://www.personal.psu.edu/eef131/Nuclear%20Essay.html