Panaudotas branduolinis kuras yra radioaktyvioji medžiaga, kuri buvo naudojama kaip kuras atominėse elektrinėse. Kai ši medžiaga buvo naudojama ilgą laiką, ji praranda savo efektyvumą kaip kuras ir ją reikia pakeisti. Deja, šiuo metu tai yra radioaktyvios atliekos, kurios tūkstančius metų gali būti mirtinos žmonėms ir kitoms būtybėms. Panaudoto branduolinio kuro laidojimo metodai dažnai buvo prieštaringi. Kai kurie mokslininkai pasiūlė perdirbti atliekas į naudingą kurą kaip alternatyvą kitiems šalinimo būdams.
Atominės elektrinės gamina elektros energiją per kontroliuojamas branduolines reakcijas. Tai apima labai radioaktyvių medžiagų, tokių kaip uranas ir plutonis, apdorojimą. Laikas, per kurį šis kuras išlieka naudingas, skiriasi priklausomai nuo reaktoriaus amžiaus ir technologijos lygio. Nuo 2011 m. dauguma šiuolaikinių branduolinės energetikos objektų kurą gali naudoti nuo trejų iki šešerių metų, kol medžiaga sugenda tiek, kad ji nebebus naudinga. Po šio taško medžiaga laikoma panaudotu branduoliniu kuru.
Jungtinių Valstijų Energetikos departamento duomenimis, JAV atominės elektrinės per metus sukuria apie 2,000 metrinių tonų panaudoto branduolinio kuro. Tada kyla problemų, kaip jį išmesti. Dauguma branduolinių objektų deda kurą į netoliese esančias izoliuotas talpyklas, vadinamas panaudoto kuro baseinais. Specialiai apdorotas vanduo šiuose rezervuaruose atvėsina medžiagą ir sugeria didžiąją dalį kuro skleidžiamos spinduliuotės. Dažnai šiuose baseinuose medžiaga laikoma 10–20 metų.
Tačiau po dešimtmečių naudojimo daugelis šių rezervuarų yra beveik pilni panaudoto branduolinio kuro. JAV Branduolinio reguliavimo komisija apskaičiavo, kad daugelis jų po 2015 m. bus netinkami naudoti. JAV įstatymai reikalauja, kad vyriausybė surastų nuolatinę pavojingų branduolinių atliekų saugyklą, tačiau dėl aplinkosaugos tokių saugyklų nebuvo galima pastatyti. Tuo tarpu panaudotas kuras dedamas į betonines statines, tačiau šis metodas taip pat yra prieštaringas dėl aplinkosaugos ir saugumo sumetimų. Kitos šalys, turinčios branduolinius reaktorius, susiduria su panašiomis problemomis.
Vienas iš sprendimų, kurį jau naudoja tokios šalys kaip Prancūzija ir Rusija, yra panaudoto branduolinio kuro perdirbimas. Kadangi panaudotas kuras išlieka radioaktyvus, jį perdirbus galima toliau gaminti energijai; Pakartotinai panaudojus kurą susidaro mažiau radioaktyviųjų atliekų, nors pats procesas yra brangus. Šie klausimai įgavo naujos svarbos po to, kai 2011 m. Japonijos žemės drebėjimas ir branduolinė krizė paskatino daugelį iš naujo peržiūrėti branduolinės energijos politiką. Taip pat nerimaujama, kad kai kurios šalys gali panaudoti panaudotą branduolinį kurą kurdamos branduolinius ginklus. Branduolinė energija ir radioaktyviosios atliekos visada buvo prieštaringi klausimai, ir panašu, kad diskusijos tęsis ir ateityje.