日本有一套完整的燃料循環體系，包括用于乏燃料再循環的濃縮和再處理設備。

同時，日本在核研發也一直處于領先地位，尤其是在快堆方面。福島核事故發生后，日本的核監管結構被徹底整改。

盡管日本是唯一一個遭受核武器襲擊的國家，但日本和平利用核能供應了大部分電力。

1、鈾供應及海外鈾項目

日本本土沒有鈾礦，日本的鈾礦進口主要來自澳大利亞（約三分之一）、加拿大、哈薩克斯坦等其他國家，海外進口基本滿足了國內每年的鈾需求（福島核事故發生前每年進口量高達8000噸）。

同時，日本公司已經大規模參股海外鈾項目。

哈薩克斯坦鈾礦項目

哈薩克斯坦已探明的鈾礦儲量為150萬噸，居全球第二。目前哈薩克斯坦的鈾礦開采量占全球開采總量的大約33%，另外兩大鈾礦開采國加拿大和澳大利亞，分別占18%和11%。

在哈薩克斯坦，伊藤忠商事株式會社同意從2006年開始，十年內從Kazatomprom購買3000噸鈾礦。日本資金幫助開發了哈薩克斯坦的West Mynkuduk礦（住友25%，關西10%）。

2007年，丸紅和東京電力牽頭的日本財團購買了哈薩克斯坦哈拉桑礦項目40%的股份，鈾礦年產可達2000噸。

2008年5月，兩國簽署了關于鈾供應和日本幫助升級Ulba燃料制造廠的進一步協議。

2009年3月，關西、住友和核燃料工業三家日本公司與Kazatomprom簽署了關西工廠鈾加工協議。

烏茲別克斯坦鈾礦項目

烏茲別克斯坦鈾礦儲量居全球第十，已探明的鈾礦儲量將近14萬噸，占全球儲量2.3%，由于本國并無需求，所有開采的鈾礦全部用于出口，其中72%出口到日本。

2006年9月，日本-烏茲別克斯坦政府間簽署協議，旨在為烏茲別克鈾礦開發提供資金。

2007年10月，伊藤忠商事株式會社與納沃伊采礦&冶金聯合公司（NMMC）達成協議，開發開采和研磨黑色頁巖的技術，特別是Rudnoye礦床，從2007年開始，每年約生產300噸鈾礦。

隨后，2011年2月，伊藤忠商事與NMMC簽署了一份為期10年的“大規模”鈾采購協議。

澳大利亞等國鈾礦項目

澳大利亞鈾礦蘊藏量豐富，儲量最大，為64.6萬噸，占全球儲量的41%，但對鈾礦開采政策卻極為嚴格，澳大利亞現行鈾政策是在嚴格遵守旨在預防核擴散的國際協議的前提下允許開采和出口鈾。

2008年，三井作為49%的合資伙伴加入了鈾壹的蜜月礦項目。

2009年初，三家日本公司收購了鈾壹公司（Uranium One）20%的股份，使其在蜜月期間總共擁有59%的日本股權。

2008年7月，三菱同意以4.95億美元收購西澳大利亞州Kintire項目30%的股權，另一股東Cameco（70%）也表示同意。

2009年2月，Mega鈾公司以4900萬美元的價格將梅特蘭湖項目35%的股份出售給伊藤忠商事株式會社（占日本股份的10%）和日本澳大利亞鈾資源開發有限公司（JAURD）。其中包括關西電力公司（50%）、九州電力公司（25%）和四國電力公司（15%）。

2010年3月，伊藤忠商事株式會社以9200萬美元收購了卡拉哈里礦業公司15%的股份。

卡拉哈里擁有41%的開采資源，該公司正在開發Husab項目。

2010年7月，伊藤忠商事以1.53億美元收購了Extract 10.3%的直接股權，其中大部分來自Polo Resources，其在該項目中的總份額達到16.43%。

2、燃料循環——前端

中國的核燃料循環（圖源：網絡）

日本基于進口鈾，一直在逐步發展一個完整的國內核燃料循環產業。

鈾濃縮

日本原子能機構（JAEA）在岡山縣人形嶺運營了一個小型鈾精煉和轉化廠，一個小型離心濃縮示范廠，不過這些設施目前已經退役。

盡管大多數濃縮服務仍然是進口，日本核燃料有限公司（JNFL）在六所村–RE2A運營一座商業濃縮廠。

該廠于1997年開始運行，采用日本本土技術，共有7個梯級，每個梯級的年產量150,000 SWU（分離功），但只有一個梯級在運行。

工廠正在配備一種新的離心機設計，經過15個月的試運行后，2012年3月，37,500 SWU/年生產線全面上線。

2013年5月，又有37,500/年SWU上線，2014年年中，105萬SWU投入運行。

預計在2021年左右達到150萬SWU/年的設計容量。

2017年5月，日本核管理局（NRA）根據2013年的標準批準了JNFL運行。JNFL的主要股東是各大電力公司。

日本有6400噸從后處理（RepU）中回收的鈾，并儲存在進行后處理的法國和英國。

2007年，經雙方同意，俄羅斯的Atomenergoprom公司將為日本公用事業公司供應燃料。

3、全國各地的核燃料制造廠

六所村燃料廠

核燃料芯塊

位于東京北部茨城縣的六所村，三菱核燃料有限公司（MNF）經營著一家440 噸/年的燃料制造廠，該公司成立于1972年，由三菱材料公司（MMC）持有多數股權。

2009年4月，該公司重組為一家綜合性核燃料制造公司，為日本客戶提供用于壓水堆（PWR）、沸水堆（BWR）和高溫氣冷堆（HTR）的鈾燃料組件，以及混合氧化物（MOX）燃料組件。該公司還將提供相關服務，包括從2014年開始的鈾再轉化。

新持股為三菱重工（MHI）35%、MMC30%、阿海琺30%和三菱公司5%，總資本為114億日元。

2009年10月，該公司宣布將建造一座采用阿海琺干法工藝的新工廠，產量達600噸/年。

桶川町鋯合金廠

MMC在埼玉縣的桶川町有一家生產鋯合金管的工廠，生產能力800 噸/年。

作為新伙伴關系的一部分，MHI和阿海琺于2010年宣布成立一家50-50的合資企業，在阿海琺位于華盛頓州的里奇蘭工廠生產APWR燃料，但這一過程尚未實施。

熊取町和東海村燃料廠

在熊取町和東海村，核燃料工業（NFI）有兩座燃料制造廠，分別從1976年和1980年開始運營。

熊取町（284 噸/年）生產PWR和BWR燃料，東海村（250噸/年）生產HTR和FNR燃料。

橫須賀MOX燃料廠

NFI還參與了一個項目，為阿海琺設計MOX燃料，供應日本發電廠。

2009年，西屋電氣以1億美元收購了古川和住友擁有的NFI 52%的股份。全球核燃料-日本（GNF-J）是GE領導的全球核燃料合資企業的一部分，該合資企業于1970年由日立和東芝出資成立，為BWR設計和制造燃料。

它在神奈川縣橫須賀有一個750噸/年的工廠。

2017年3月，NRA批準其符合2013年安全標準，經濟產業省（METI）批準其重啟。

JAEA在東海擁有一些實驗性混合氧化物（MOX）燃料制造設施，用于普賢 ATR和FBR項目，每個項目產能約為10噸/年。

4、燃料循環——終端

由于能源安全原因，盡管鈾的價格多年來一直走低，但自1956年以來，日本的政策一直是最大限度地利用進口鈾。

同時，通過將未燃燒完全的鈾和钚作為混合氧化物燃料（MOX）回收，從核燃料中額外提取25-30%的能量。

AEC（原子能委員會）在2005年重申了這一點。據報道，2013年底，日本十家電力公司在18座核電廠儲存了55,610個乏燃料組件（13,236噸），占用了55%的可用池存儲空間。

2016年9月，FEPC報告稱，日本發電廠的干濕儲存中有14830噸乏燃料，占現有儲存容量的71%。

這不包括儲存在六所村后處理廠的約3,000噸廢燃料。

5、東海村

日本東海村是JAEA高放廢物處理和處置研發的主要場所。

在東海村，JNC（現為日本原子能機構）使用Purex技術運營了一個90噸/年的試驗后處理廠，從1977年到2009年初的最后一批，一共處理了1140噸廢燃料。

其中，653 噸來自BWR，276 噸來自PWR，111 噸來自165 Mwe的普賢原型先進熱反應堆。

在東海村處理過5,401個乏燃料組件，其中包括一種Pu-U混合產品以及再加工鈾。

自2006年商業合同到期以來，該工廠一直專注于研發，包括普賢ATR反應堆MOX燃料的再加工。

據說東海村具有40噸/年的MOX燃料再處理能力。

2014年9月，JAEA宣布將關閉整個設施，而不是花費1000億日元（9.15億美元）將其升級至新的安全標準，特別是抗震標準。

六所村工廠將接管進一步的工作。

2017年6月，該公司向核管理局（NRA）提交了退役計劃，該計劃將耗時60年，耗資9870億日元。

JAEA表示，后處理廠的燃料池儲存了來自JAEA 普賢ATR的265個乏燃料組件，相當于40.7噸重金屬。

6、玻璃化核廢料

玻璃固化核廢料示意圖：核廢料均勻溶于玻璃結構體內和含有氣泡和包裹物的玻璃固化體（圖源：網絡）

1994年至2007年，JAEA在東海村進行高放廢物（HLW）玻璃化試驗，產生了247罐玻璃化廢物。

2016年1月重新啟動，可以玻璃化400 m3液態HLW，2017年6月在玻璃化48噸液態高放廢物后關閉，填充59個罐，但還有很多工作要做。

據報告，這些問題與JNFL在2008年在六所村遇到的問題相似。

2017年11月，NRA批準在2019年4月重新啟動該核電站，以在2029年初處理剩余的379 m3高放廢物。

2014年，JAEA在東海運行乏燃料儲存設施，儲存110噸燃料，并提議進一步建造。

7、歐洲的后處理

美國北卡羅來納州布朗斯維克核電站乏燃料池里的能源組件（圖源：網絡）

在日本建成一座完整的核循環工廠之前，乏燃料的后處理主要由BNFL（英國核燃料有限公司）和AREVA（阿海琺）（處理能力分別為4193 tU和2944 tU）在歐洲進行，然后將玻璃化的高放廢物送回日本處理。

阿海琺的后處理廠于2005年開始運營，JNFL在六所村的后處理廠計劃于2008年（現在是2021年）開始商業運營。

自1999年以來，由于預計了其全面運營時間（1998年完成了對歐洲的運輸），乏燃料一直堆積在附近。

截至2012年底，日本共儲存了14460噸乏燃料，大部分儲存在反應堆中。

2017年3月，JNFL在六所村儲存了2968噸乏燃料，六所村的容量為3000噸。

后處理涉及傳統的Purex工藝，但東芝正在開發一種混合技術，將其用作分離大部分鈾的第一階段，隨后是一個電冶金過程，產生兩個分流：錒系元素（钚和次要錒系元素）作為快堆燃料，剩下是用于處置的裂變產物。