Die Wiederaufarbeitung (english: Nuclear reprocessing), auch Wiederaufbereitung, von verbrauchtem Kernbrennstoff ist ein Teil des Brennstoffkreislaufs in der Kerntechnik. Sie dient der Trennung der in benutzten Brennelementen von Kernreaktoren enthaltenen Stoffe, die während des Betriebes entstehen. Diese werden einerseits in wiederverwertbare Anteile (ungenutzte Kernbrennstoffe und diverse Radionuklide) und anderseits in hoch-, mittel- und schwachradioaktiven Abfall separiert.[1]
Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen kann den Bedarf an Uran verringern und trägt gleichzeitig zur Reduzierung des hochradioaktiven Abfalls bei. Allerdings ist dieser Prozess sowohl kostspielig als auch technisch anspruchsvoll und birgt das Risiko der Proliferation, da das von den restlichen Spaltprodukten abgetrennte Plutonium für Kernwaffen genutzt werden kann.