核燃料循环是一种以反应堆为核心，分为前后两部分的过程。前段，即燃料生产过程，始于铀矿的开采，经过精选、前处理（将铀矿石制成八氧化三铀）、铀转化（将八氧化三铀还原为六氟化铀）、浓缩（提高铀235含量至3%）和燃料元件制造，最终形成含铀235约3%的低浓铀燃料。
后段涉及乏燃料处理，包括乏燃料的中间储存、铀和钚的分离，以及放射性废物处理。从反应堆卸出的乏燃料含有较高比例的铀235和可作为燃料的钚，通过后处理降低放射性，将铀和钚重新利用。循环利用可显著节约天然铀资源和分离功。后处理通常在乏燃料冷却几年后进行，以降低放射性水平，再进行转化、浓缩和最终处置，确保放射性废物的安全管理。
除了压水堆的铀（钚）循环，还有快中子增殖堆的铀-钚循环和钍-铀循环。快堆通过利用铀238转化为钚239进行铀-钚循环，而钍-铀循环则利用钍232转化为铀233，主要适用于高温气冷堆。某些国家考虑不进行后处理，直接处置乏燃料，称为一次通过，但这种做法存在放射性安全和资源利用效率的问题，大多数国家则倾向于实施核燃料循环以减少放射性核素和资源浪费。
核燃料进入反应堆前的制备和在反应堆中燃烧后的处理的整个过程。这个名称反映了核燃料在反应堆中只能烧到一定程度就必须卸出并换上新燃料这个特点。乏燃料（即烧过的燃料）中的铀和钚可以分离出来并返回反应堆，作为燃料循环使用，形成核燃料的循环
详情