Die angefallenen radioaktiven Abfälle müssen nach erfolgter Konditionierung, das heißt endlagergerechter Verarbeitung, bis zu ihrer Abgabe in ein Endlager zwischengelagert werden. Für schwach- und mittelradioaktive Abfälle wird derzeit Schacht Konrad, ein stillgelegtes Eisenerz-Bergwerk im Stadtgebiet Salzgitter, zum Endlager umgerüstet.
Beim Rückbau der Kernkraftwerke fallen größere Mengen schwach- und mittelradioaktive Abfälle an. Ein Teil der Abfälle wird direkt in den Kernkraftwerken bearbeitet und zwischengelagert. Für die Bearbeitung des größeren Teils dieser Abfälle sind an den Kernkraftwerksstandorten Neckarwestheim und Philippsburg mit den Reststoffbearbeitungszentren neue Einrichtungen zur Bearbeitung, Behandlung und Konditionierung der abgebauten Anlagenteile errichtet und in Betrieb genommen worden. Zur Zwischenlagerung der anfallenden schwach- und mittelradioaktiven Abfälle bis zur Abgabe in ein Endlager wurden zusätzliche Lagergebäude errichtet und in Betrieb genommen.
In den Reststoffbearbeitungszentren soll das Abfallvolumen auf ein Minimum reduziert werden. Ein wesentlicher Teil der Reststoffe kann nach entsprechender Behandlung dem Wertstoffkreislauf zugeführt werden. Die verbleibenden radioaktiven Abfälle gehören in die Klasse der schwach- und mittelradioaktiven Abfälle. Für diese Abfälle gibt es an den Standorten Neckarwestheim und Philippsburg dafür errichtete Abfall-Zwischenlager.
Das Umweltministerium hat die für den Umgang mit radioaktiven Stoffen in den Reststoffbearbeitungszentren und in den Abfall-Zwischenlagern notwendigen Genehmigungen nach Paragraf 7 der Strahlenschutzverordnung (alte Fassung) am 17. Dezember 2018 erteilt. Die Gesellschaft für nukleares Reststoffrecycling (GNR), eine hundertprozentige Tochtergesellschaft der EnBW, hat die Reststoffbearbeitungszentren im März 2021 in Betrieb genommen.
Im Zuge der Inbetriebnahme der Abfall-Zwischenlager im April 2020 (Philippsburg) und im Dezember 2020 (Neckarwestheim) ging die Genehmigungsinhaberschaft dieser Lager von der EnKK an die Gesellschaft für Zwischenlagerung mbH (BGZ) über. Die Bezeichnung Abfall-Zwischenlager löste die vorher genutzte Bezeichnung des Standort-Abfalllagers ab.
Entsorgungsbetriebe
Ein weiteres großes Lager für schwach- und mittelradioaktive Stoffe befindet sich bei den Entsorgungsbetrieben (EB) der Kerntechnischen Entsorgung Karlsruhe GmbH. Dort werden unter anderem anfallende Abfälle aus Forschung, Medizin und Industrie konditioniert, endlagergerecht verpackt und bis zur Abgabe an ein Endlager zwischengelagert.
Bei Betrieb der Atomkraftwerke wurde der Brennstoff in den Brennelementen durch Kernspaltungen soweit möglich aufgebraucht. Die sogenannten abgebrannten Brennelemente müssen als hochradioaktiver Abfall entsorgt werden. Zunächst werden sie zwischengelagert, dann gelangen sie in ein Endlager. Entsprechend den Anforderungen des Atomgesetzes haben die Betreiber Zwischenlager für abgebrannte Brennelemente an den Kernkraftwerksstandorten errichtet.
Abgebrannte Brennelemente besitzen unmittelbar nach ihrer Entladung aus dem Reaktor noch eine sehr hohe Strahlungsleistung und damit Wärmeentwicklung. Sie müssen deshalb an den Kraftwerksstandorten in gekühlten Abklingbecken oder Nasslagern verbleiben, bis die Wärmeentwicklung ausreichend abgeklungen ist. Nach etwa drei bis fünf Jahren ist die Wärmeleistung so weit reduziert, dass die Brennelemente in Transport- und Lagerbehälter verladen und in die Zwischenlager überführt werden können.
In Baden-Württemberg befinden sich an den Standorten Neckarwestheim und Philippsburg genehmigte Brennelemente-Zwischenlager mit einer Kapazität von 151 CASTOR-Behältern beziehungsweise 152 CASTOR-Behältern. Die Brennelemente des Kernkraftwerks Obrigheim wurden 2017 in das Brennelemente-Zwischenlager Neckarwestheim transportiert und dort eingelagert.
Seit 1. Januar 2019 ist die bundeseigene Gesellschaft für Zwischenlagerung (BGZ) Betreiberin der beiden Brennelemente-Zwischenlager in Neckarwestheim und Philippsburg. Die atomrechtliche Aufsicht über die Lager liegt beim Umweltministerium Baden-Württemberg. Das Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) ist die zuständige Genehmigungsbehörde für diese Zwischenlager.
Bis zum 1. Juli 2005 war es erlaubt, abgebrannte Brennelemente aus deutschen Kernkraftwerken an die ausländischen Wiederaufarbeitungsanlagen zum Zwecke der Wiederaufarbeitung zu liefern.
Bei der Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente fielen vor allem wärmeentwickelnde, hochradioaktive Abfälle an. Diese Abfälle, die zunächst in flüssiger Form vorliegen, wurden an den Standorten der Wiederaufarbeitungsanlagen verglast und damit verfestigt. Die dabei hergestellten Produkte, so genannte HAW-Glaskokillen (HAW: Highly Active Waste), werden in Transport- und Lagerbehältern (zum Beispiel des Typs CASTOR) nach Deutschland zurückgeführt und dort zwischengelagert.
Der letzte Transport von Abfällen aus der Wiederaufarbeitung nach Baden-Württemberg erfolgte im November 2024 in das Brennelemente-Zwischenlager Philippsburg. Das Umweltministerium informierte darüber ausführlich bei einer Veranstaltung seines Infoforums.