日本原燃が所有する核燃料の再処理工場で青森県六ヶ所村で建設が進められています。建設費3兆円以上、総事業費は約13兆円です（2018年現在）。さまざまなトラブルが相次ぎ、25回も竣工が延期されました（2021年7月現在）。

再処理工場では、各地の原発から使用済みの核燃料を集め、切断し、高温の硝酸に溶かして、ウランとプルトニウムを取り出します。この過程で生じた「死の灰」（核分裂生成物）が混じった高レベル廃液を、ガラスとまぜて固化します。このガラス固化体がいわゆる「核のごみ」で、人が近づくと20秒で死亡するほどの放射線を出しています。この「核のごみ」は地下300mに埋めることになっていますが、その場所も決まっていません。

再処理工場を運転すれば、さまざまな放射性物質を海や大気に放出するのみならず、プルトニウムも生み出すことになります。日本がプルトニウム保有量をこれ以上増やすことは、国際的な懸念を高めることにつながります。