核燃料循環(huán)（nuelear fuel cycle），為核動力反應(yīng)堆供應(yīng)燃料和其后的所有處理和處置過程的各個階段。它包括鈾的采礦，加工提純，化學(xué)轉(zhuǎn)化，同位素濃縮，燃料元件制造，元件在反應(yīng)堆中使用，核燃料后處理，廢物處理和處置等。核燃料循環(huán)有3種主要型式：①一次通過。使用過的燃料元件不進(jìn)行后處理，而直接作為廢物加以處置。②熱中子堆中再循環(huán)。使用過的燃料元件經(jīng)后處理回收其中未用完的鈾和新產(chǎn)生的钚，返回重新制造元件，循環(huán)使用。③快中子增殖堆中再循環(huán)。快中子增殖堆燃料由钚和貧化鈾構(gòu)成。使用過后，經(jīng)后處理回收其中鈾和钚，返回循環(huán)使用。在這種反應(yīng)堆中由鈾238吸收中子生成的钚比由于裂變而消耗掉的钚還要多，因此可以實(shí)現(xiàn)核燃料（钚）的增殖。
　　另一種不常用的核燃料是釷，它來自自然界的釷礦。釷232在反應(yīng)堆中吸收中子后可轉(zhuǎn)化為另外一種核燃料鈾233。因此，由鈾233和釷結(jié)合使用也構(gòu)成核燃料循環(huán)。