最終，這樣的反應(yīng)堆注定成為一個(gè)更大系統(tǒng)中的一部分，更不用說，任何核反應(yīng)堆將會(huì)很快地毒化自己。隨著鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行，鈾原子裂解后核燃料累積越來越多的核碎片，反過來這些碎片會(huì)吸收越來越多的、保持核反應(yīng)進(jìn)程所需的中子。大約18個(gè)月之后，核燃料就成為“廢料”，并且必須將其卸去——即便其中依然含有很多原始能量。
美國能源部核能辦公室原主任、現(xiàn)任美國核管理委員會(huì)成員威廉姆·馬格伍德說：“因此過去一直有這么一種看法：即乏燃料再循環(huán)結(jié)構(gòu)能夠重新獲得燃料的更多能量。”全球性的核廢料再處理工廠網(wǎng)絡(luò)可以利用核廢料，通過化學(xué)方法提取乏燃料中依然能使用的部分——其中大部分是鈾-235和部分可裂變的钚-239（鈾-238的中子被捕獲以后成為钚-239），然后將其轉(zhuǎn)換為新的核燃料。最終，這種工廠轉(zhuǎn)變?yōu)樾乱淮脑鲋撤磻?yīng)堆，其設(shè)計(jì)目的就在于使钚產(chǎn)量最大化。唯一的廢棄物將是一種相對(duì)來說很少部分的高強(qiáng)度輻射性裂變產(chǎn)品殘留物，這些廢棄物在幾百年內(nèi)就可以衰變，利用精心設(shè)計(jì)的水泥棺能夠安全地處置這些廢棄物。
馬格伍德說，上世紀(jì)60年代和70年代早期，這種版本成為美國核反應(yīng)堆的主導(dǎo)戰(zhàn)略，確切地說美國核管當(dāng)局終止了許多非增殖反應(yīng)堆（包括熔鹽反應(yīng)堆）設(shè)計(jì)的研究經(jīng)費(fèi)。這一計(jì)劃確實(shí)見到了成效：目前全世界共有437座運(yùn)營核反應(yīng)堆，其中356座為輕水反應(yīng)堆。
然而，1974年5月，印度利用從乏燃料中提取的钚，成功地試驗(yàn)了一顆原子彈。陡然間，全球各國政府不得不面對(duì)一種地緣政治現(xiàn)實(shí)：大規(guī)模商業(yè)化再處理將引發(fā)猖獗的核武器擴(kuò)散問題。因?yàn)槊恳患以偬幚砉S都能處理以噸為單位的、足以用來制造原子彈的钚，核查人員如何才能確認(rèn)沒有人從中提取制造核武器所需要的4到6公斤钚呢？
因此，1977年美國總統(tǒng)卡特禁止對(duì)乏燃料進(jìn)行商業(yè)化再處理，幾年后里根總統(tǒng)解除了上述禁令。但由于設(shè)施造價(jià)太高，自那時(shí)到現(xiàn)在，全球只有法國的兩個(gè)乏燃料商業(yè)化再處理工廠運(yùn)營。大多數(shù)增殖反應(yīng)堆的研究工作也都停止了，因?yàn)闆]有乏燃料再處理工廠這些研究沒有意義。研究人員發(fā)現(xiàn)自己遺留了一個(gè)很棘手的核燃料處置問題：現(xiàn)在不得不設(shè)法將成千上萬噸的核廢料進(jìn)行隔離數(shù)百世紀(jì)之久。因?yàn)轭?239的半衰期為24100年。沒有人能夠確保如何將核廢料安全地隔離那么大的時(shí)間尺度。
與此同時(shí)，上世紀(jì)70年代關(guān)于核電站安全的呼聲也日益增強(qiáng)。一旦出現(xiàn)任何故障導(dǎo)致經(jīng)過輕水反應(yīng)堆的水流中斷，熱量將會(huì)被圍困于核反應(yīng)堆芯。即便是技術(shù)性地關(guān)閉核反應(yīng)堆，裂變產(chǎn)品依然能通過放射性衰變產(chǎn)生足夠熱量，熔化核燃料并進(jìn)入到周圍環(huán)境之中。雖然所有的輕水反應(yīng)堆都配備有緊急備用冷卻系統(tǒng)，但問題是一旦備用系統(tǒng)也失靈該將如何處置？
1979年3月，美國賓夕法尼亞州三里島核電站發(fā)生事故，人們真正認(rèn)識(shí)到了這種擔(dān)憂；而2011年日本福島核電站發(fā)生的堆芯熔毀慘劇，更明顯地證實(shí)了這種擔(dān)憂。
第二次機(jī)會(huì)
美國三里島核事故發(fā)生后在公眾和政治層引起了強(qiáng)烈反對(duì)，全世界范圍的核能發(fā)展暫時(shí)都受到了很大限制，而且這種情況一直持續(xù)了長達(dá)25年。電力公司取消了其核能發(fā)展計(jì)劃，并取消了幾乎所有反應(yīng)堆訂單。整個(gè)核能工業(yè)變得更加不愿意探索新技術(shù)。加州大學(xué)伯克利分校核工程師皮爾·皮特森說：“它們不愿承擔(dān)其他新技術(shù)和材料的風(fēng)險(xiǎn)，僅關(guān)注那些擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)和材料，因?yàn)樯钪@些能夠得到監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。”
由于工業(yè)界的興趣極少，以及先進(jìn)反應(yīng)堆開發(fā)投入實(shí)際應(yīng)用的希望渺茫，其研究工作不得不掙扎于反復(fù)無常的計(jì)劃和資助。美國威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校核工程師米歇爾·考拉蒂尼說：“如果你忽上忽下的話，制定計(jì)劃和從事先進(jìn)工程研究開發(fā)就異常艱辛。”