Một trăm năm trước, từ khi Becơlây phát hiện hiện tượng phóng xạ đến nay, phản ứng hạt nhân và các nguyên tố có tính phóng xạ đã bước vào cuộc sống bình thường của con người. Công nghiệp hạt nhân phát triển rất nhanh, các chất có tính phóng xạ cũng được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học, y học và một số ngành công nghiệp, cho nên đã sản sinh ra rất nhiều phế liệu hạt nhân và các chất có tính phóng xạ.
Các chất phế thải của sản xuất công nghiệp hạt nhân bao gồm hơn 100 nguyên tố và hơn 900 các nguyên tố đồng vị. Sự khác biệt chủ yếu của chúng với các chất thải khác là chúng có tính phóng xạ. Những chất thải có tính phóng xạ này có thể là chất khí, chất lỏng hoặc chất rắn. Các nguyên tố có tính phóng xạ chứa trong đó, có nguyên tố suy biến rất nhanh, có nguyên tố cần một thời gian mấy trăm năm mới suy biến đến mức bảo đảm an toàn. Bức xạ mà các chất có tính phóng xạ phát ra nếu không dùng máy đo thì không cảm giác được. Nhưng bị nhiễm phóng xạ lâu dài hoặc trong một thời gian ngắn bị nhiễm phóng xạ với một lượng lớn thì không những tổn hại đến cơ thể nói chung mà còn tổn hại đến tế bào sinh dục, để lại hậu quả cho thế hệ sau.
Các chất phế liệu hạt nhân có tính phóng xạ cao chủ yếu sản sinh ra trong quá trình sản xuất vũ khí hạt nhân hoặc khi gia công nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân mà sản sinh ra. Ngày nay, những phế liệu hạt nhân này cộng lại đã đạt đến mức mấy vạn mét khối. Loại chất có tính phóng xạ cao này tập trung vào một chỗ sẽ sản sinh ra một lượng nhiệt rất lớn và phát ra các loại phóng xạ, thậm chí phát sinh những vụ nổ hạt nhân. Các chất phế thải có tính phóng xạ do nghiên cứu khoa học, y học và ứng dụng trong công nghiệp sản sinh ra, vì để phân tán và do quản lí không tốt cho nên thường bị thất thoát. Ví dụ những bộ quần áo đã bị nhiễm phóng xạ tuy đã chôn sâu dưới đất, nhưng vẫn bị những người dân không hiểu rõ tác hại của nó đào trộm lên. Tuy những phế vật nhiễm phóng xạ này mức độ phóng xạ thấp, nhưng tiếp xúc với chúng trong thời gian dài sẽ khiến cho con người bị tổn thương.
Vì vậy, đối với những vật thải đã nhiễm phóng xạ, ngoài việc phải xử lí một cách bình thường như các chất phế thải khác, như phải phân loại, giảm bớt (như đốt ép hoặc nén), cố định, đóng gói, vận chuyển, cất giữ, còn phải có biện pháp đề phòng, giám sát nghiêm ngặt tránh trước khi chúng suy biến đủ mức bảo đảm an toàn đã bị đưa trở lại sử dụng trong cuộc sống.
Ngành công nghiệp hạt nhân đang cố gắng tìm kiếm chỗ chứa chất cuối cùng đối với các vật phế thải có tính phóng xạ này. Họ dự định sẽ đưa chúng xuống những hầm sâu dưới đáy biển, hoặc đưa vào những giếng ngầm trong lòng đất hoặc đưa đến những khoảng không trong vũ trụ bao la, hoặc chôn dưới lớp băng Nam Cực. Nhưng những biện pháp này đã đáng tin cậy chưa, đã kinh tế và hiện thực chưa còn phải chờ luận chứng. Do đó, cho đến nay đại bộ phận các chất thải có tính phóng xạ mạnh vẫn phải chứa trong những bồn chứa có chất lỏng hoặc đóng thành từng khối bỏ vào các hầm sâu có tường bê tông hoặc chất dẻo, hoặc nhựa đường hay thủy tinh bao bọc và có người canh giữ cẩn thận. Nhưng đó cũng chỉ là những biện pháp cất chứa tạm thời.
Các chất phế thải có tính phóng xạ ở mức thấp đa số do nghiên cứu khoa học, y học và sản xuất công nghiệp sản sinh ra (như quần áo, chất xúc tác trong phòng thí nghiệm) hiện nay vẫn dùng phương pháp xử lí là chôn sâu. Người ta xây dựng những “ngôi mộ” đào thật sâu ở dưới đất để bảo đảm chúng cách li hoàn toàn và lâu dài với con người.
Trong quá trình lợi dụng năng lượng hạt nhân cho hòa bình sẽ còn sản sinh ra một số phế thải chất lỏng tuy được qua xử lý tự làm sạch nhưng vẫn còn chứa những nguyên tố có tính phóng xạ và một số khí trơ có tính phóng xạ như khí thải kripton-85, xenon-133 v.v.. người ta phải thu hồi và làm sạch nó với một khó khăn rất lớn, cho nên phải dùng biện pháp sau khi làm loãng thì thải vào trong môi trường. Những chất có tính phóng xạ yếu này sẽ không có nguy hại gì đối với con người, bởi vì thực tế thì con người vẫn đang sống trong một môi trường chứa chất phóng xạ ở mức yếu.