2005年に「原子力の研究、開発及び利用に関する長期計画」の見直しが行われ、以下の四つのシナリオが検討された[5]。 シナリオ1 全量再処理（現行路線） 使用済み核燃料は六ヶ所再処理施設で再処理を行う。処理能力を超えた分は中間貯蔵を経た上で同じように再処理を行う。 シナリオ2 部分再処理 使用済み核燃料は六ヶ所再処理施設で再処理を行う。処理能力を超えた分は中間貯蔵を経た上でそのまま埋設して直接処分する。 シナリオ3 全量直接処分（ワンススルー） 使用済み核燃料はすべて中間貯蔵を経た上でそのまま埋設して直接処分する。アメリカ、ドイツ等で採用。 シナリオ4 当面貯蔵 使用済み核燃料はすべて当面の間中間貯蔵する。 なお、内閣府から2005年10月14日に発表された「原子力の研究、開発及び利用の推進（原子力の研究、開発及び利用に関する長期計画）」の事後評価には、どのシナリオが最適であるかの結論が述
通常、軽水炉ではウラン235とウラン238を混合したウラン燃料（二酸化ウラン）を核分裂させることで熱エネルギーを生み出すが、ウラン238が中性子を吸収し2度のβ-崩壊を経てプルトニウム239が生成され、そのプルトニウム239自体も核分裂する。その結果、発電量全体に占めるプルトニウムによる発電量は平均約30%となる（プルサーマル発電を行わない場合でも、運転中の軽水炉の中にはプルトニウムが存在している）。それに対し、プルサーマルではMOX燃料と呼ばれるウラン238とプルトニウムの混合酸化物（Mixed Oxide）を燃料として使用する。プルサーマルで使われるMOX燃料はプルトニウムの富化度（含有量）が4 - 9%であり、MOX燃料を1/3程度使用する場合、発電量全体に占めるプルトニウムによる発電量は平均50%強となる。 なお、高速増殖炉でもMOX燃料が使用されるが、プルトニウムの富化度は20%
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