Izrabljeno jedrsko gorivo je radioaktivna snov, ki je bila uporabljena kot gorivo v jedrskih elektrarnah. Ko se ta material uporablja dlje časa, izgubi svojo učinkovitost kot gorivo in ga je treba zamenjati. Na žalost gre trenutno za radioaktivne odpadke, ki so lahko smrtonosni za ljudi in druga bitja tisoče let. Metode odstranjevanja izrabljenega jedrskega goriva so bile pogosto sporne. Nekateri znanstveniki so predlagali predelavo odpadkov v uporabno gorivo kot alternativo drugim metodam odstranjevanja.
Jedrske elektrarne proizvajajo električno energijo z nadzorovanimi jedrskimi reakcijami. To vključuje predelavo visoko radioaktivnih materialov, kot sta uran in plutonij. Čas, v katerem to gorivo ostane uporabno, se razlikuje glede na starost reaktorja in njegovo tehnološko raven. Od leta 2011 lahko večina sodobnih jedrskih elektrarn uporablja gorivo tri do šest let, preden se material pokvari do te mere, da ni več uporaben. Po tej točki se material šteje za izrabljeno jedrsko gorivo.
Po podatkih Ministrstva za energijo Združenih držav Amerike ameriške jedrske elektrarne ustvarijo približno 2,000 metričnih ton izrabljenega jedrskega goriva na leto. Težava potem postane, kako ga odstraniti. Večina jedrskih objektov hrani gorivo v bližnje izolirane rezervoarje, imenovane bazeni za izrabljeno gorivo. Posebej obdelana voda v teh rezervoarjih hladi material in absorbira večino sevanja, ki ga oddaja gorivo. Material je v teh bazenih pogosto shranjen od 10 do 20 let.
Po desetletjih uporabe pa je veliko teh rezervoarjev skoraj polnih izrabljenega jedrskega goriva. Komisija za jedrsko regulacijo ZDA ocenjuje, da bodo mnogi od njih neuporabni po letu 2015. Ameriška zakonodaja od vlade zahteva, da poišče trajno skladišče za nevarne jedrske odpadke, vendar so okoljski problemi preprečili gradnjo takšnega skladišča. Medtem se izrabljeno gorivo odlaga v betonske sode, vendar je ta metoda sporna tudi zaradi okoljskih in varnostnih razlogov. Druge države z jedrskimi reaktorji se soočajo s podobnimi težavami.
Ena od rešitev, ki jo že uporabljajo države, kot sta Francija in Rusija, je predelava izrabljenega jedrskega goriva. Ker izrabljeno gorivo ostane radioaktivno, ga je mogoče uporabiti za nadaljnjo proizvodnjo energije po ponovni predelavi; manj radioaktivnih odpadkov nastane iz ponovno uporabljenega goriva, čeprav je sam postopek drag. Ta vprašanja so pridobila nov pomen, potem ko sta potres in jedrska kriza na Japonskem leta 2011 povzročila, da so mnogi ponovno preučili politiko jedrske energije. Obstajajo tudi pomisleki, da bi nekatere države lahko uporabile izrabljeno jedrsko gorivo za izdelavo jedrskega orožja. Jedrska energija in radioaktivni odpadki so bili vedno sporni vprašanji in zdi se, da se bo razprava nadaljevala tudi v prihodnosti.