Vor allem verbrauchte Brennelemente zum Beispiel aus Kernkraftwerken stellen den beachtenswertesten Teil des radioaktiven Abfalls, da sie im Gegensatz zu sonstigem strahlenden Abfall das größte Strahlungspotential aufweisen.
Da es in Deutschland zurzeit kein so genanntes Endlager gibt, wurden diese Abfälle bisher in die beiden zentralen Zwischenlager nach Ahaus (Nordrhein-Westfalen) beziehungsweise Gorleben (Niedersachsen) oder zur Wiederaufarbeitung ins Ausland gebracht. Für den Transport wurden die Brennelemente in so genannte Castor-Behälter eingeschlossen. Dies stellt sicher, dass die radioaktive Strahlung nicht nach außen dringen kann und das Transportgut vor Beschädigung geschützt ist. Die bei der Wiederaufarbeitung anfallenden Abfälle werden ebenfalls in Ahaus beziehungsweise Gorleben zwischengelagert.
Um künftig diese Transportwege zu vermeiden, haben Bundesregierung und Energieversorger vor einigen Jahren unter anderem vereinbart, dass ab Mitte 2005 verbrauchte Brennstäbe aus Kernkraftwerken auf dem Anlagengelände selbst zwischengelagert werden. Hierzu werden Brennelement-Zwischenlager an den entsprechenden Kraftwerksstandorten errichtet, die die Brennelemente bis zu ihrer Einlagerung in einem noch zu errichtendem Endlager für 30 bis 40 Jahren aufnehmen können. Die Einrichtung eines solchen Endlagers liegt in der Verpflichtung der Bundesregierung.
