核工业是在第二次世界大战期间发展起来的，开始建立的是核军事工业。五十年代以后，核能也应用于动力工业中。目前世界各国已建成一百余座核电站，正在建造或计划建造的尚有百余座。核动力的推广应用，加速了原子能工业的发展。
原子能工业的中心问题是核燃料的产生、使用与回收，围绕核燃料循环研究各阶段的特点，对发展原子能有重要意义。而核燃料循环的各个阶段均会产生“三废”，对周围环境带来一定程度的污染。
核能的产生是铀（或钚）在中子轰击下的裂变所致，每次裂变大约释放出200兆电子伏特的能量，同时产生两个称作“裂变产物”的重核，其中至少有一个必须与其他的易分裂铀核相作用以连续此种过程。核燃料“循环”是由于实际上在反应堆中可分裂燃料的不能完全燃烧引起的。因为这种裂变产物之所以产生有赖于吸收中子，当后来继续维持裂变的临界质量显得困难和效率低时，一般是将核燃料自堆芯中取出来（这时大约消耗了可分裂燃料的25—30％），然后使之贮存数月以待大部分感生放射性衰变，再将用过的燃料“后处理”以除去不要的裂变产物，并回收和纯化余下的可分裂燃料材料以供复用。图11-1表示核燃料的此种循环的典型实例。
核燃料循环包括以下的几种不同阶段，即铀矿的开采和冶炼；净化与转化；235铀的加浓；燃料的制备与加工；燃料的燃烧；废燃料运输；废燃料的后处理和回收，以及废物的贮存和处置。以上各阶段对环境的影响大致如下：
1）铀矿的开采和冶炼 铀为地壳内十分普遍的成分，其在岩石中的平均丰度为1—2ppm。具有开采价值的铀矿含有的U3O8的重量比在0.05％以上。开采含铀量低于该值的矿石，由于所含放射性甚微，可能不致构成危害。从矿坑内通风系统排出废气中可能含有222氡及其短半衰期子体，坑道废水中会含有铀、镭、氧等放射性物质。
在铀的冶炼过程中，将产生大量低水平的放射性废液和固体废物。其尾砂和矿泥量几乎相当于处理的矿石量，废液量与采用的工艺流程有关，一般为处理矿石量的1—5倍。原矿中将近70％的放射性物质（包括几乎全部的镭和钍）进入固体废物内，与废水一起排走。废矿浆水中常伴有化学毒物，如硝酸，氨水，有机试剂等。
2）纯化和转化 将上项初步加浓的浓缩铀化物纯化，去除包括硅、铁、硫、钍、钴、钒等所有杂质，并减少吸收中子元素如镉、硼、铅和各种稀土元素至适合于反应堆使用的纯度。再将此种净化产物转化成四氟化铀，并将还原的金属铀转化成铀氧化物，或制成六氟化铀。
过程中产生的废物与铀冶炼时相类似，其中均含有镭及其子体，排气中含有化学烟雾和铀粒，均对环境有影响。
3）反应堆燃料的加浓和制备 根据反应堆的类型，一般生产堆可以采用天然铀作燃料，但绝大多数的动力堆均用加浓铀，这种材料是人为地增加铀的同位素235铀的含量得到的。在天然铀中主要的成分是238铀，而自然丰度的235铀只占重量比的0.07％。为了使用加浓铀，需要提高它的含量范围，对高通量的材料试验需加浓到90％以上，一般轻水动力堆需使用低浓铀燃料，235铀的浓度约为2—3％。因此，必须在增浓工厂借助于气体扩散或其他工艺把六氟化铀气体形式的天然铀加浓，然后再加工制造成适合于反应堆中使用的燃料元件。
在气体扩散工厂中，放射性废液是由去污和回收过程产生的。设备表面的UF6用硝酸去除，然后用溶剂萃取法分离铀，运行中由水相萃余液，废酸和清洗水组成的废液排往沉降槽内，这种工厂以规模庞大，能量消耗巨多为特点。而燃料元件的制造则需要多种机加工及金属净化操作，因而废液中不可免的含有铀的成分。无论何时，只要任何燃料中掺进了钚就须加以特殊的防护，由于钚的剧毒性，在处理和净化过程中都有远距离操作和严格控制的安全性要求。