กากกัมมันตรังสี หมายถึง วัสดุในรูปของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซที่เป็นวัสดุกัมมันตรังสีหรือประกอบหรือปนเปื้อนด้วยวัสดุกัมมันตรังสีที่มีค่ากัมมันตภาพต่อปริมาณ หรือกัมมันตภาพรวมสูงกว่าเกณฑ์ปลอดภัยที่กำหนดโดยคณะกรรมการพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ และผู้ครอบครองวัสดุนั้นไม่ประสงค์จะใช้งานอีกต่อไป และให้หมายความรวมถึงวัสดุอื่นใดที่คณะกรรมการกำหนดให้เป็นกากกัมมันตรังสี

กากกัมมันตรังสีมาจากไหน ส่วนใหญ่มาจากการใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์และรังสี ในกิจกรรมต่างๆ เช่น การเดินเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูวิจัย การผลิตสารกัมมันตรังสี และการใช้ประโยชน์จากสารกัมมันตรังสี

การจัดการกากกัมมันตรังสี (กฎกระทรวง พ.ศ. 2546)

หมายถึง กระบวนการดำเนินงานทุกขั้นตอน ซึ่งเกี่ยวข้องในการรวบรวม การคัดแยกการจำแนก การจัดเก็บ การบำบัด การแปรสภาพ การทิ้ง และการขจัดกากกัมมันตรังสี ทั้งนี้ให้หมายความรวมถึงการขนส่งกากกัมมันตรังสีด้วย กากกัมมันตรังสีอาจอยู่ในสถานะของแข็งของเหลวหรือก๊าซที่ประกอบด้วยสารกัมมันตรังสีชนิดต่างๆ และมีระดับรังสีแตกต่างกัน (สูง ปานกลาง และ ต่ำ)
 
 
วิธีการจัดการกากกัมมันตรังสี ขึ้นกับชนิด ปริมาณ ลักษณะทางกายภาพ ลักษณะทางเคมี และค่ากัมมันตภาพของกาก

มีหลักการบำบัดกากร่วมกัน 3 ประการ (2C4D) คือ ( 1) ทำให้เข้มข้นแล้วเก็บรวบรวม (Concentrate and Contain) (2) ทำให้เจือจางแล้วระบายทิ้ง (Dilute and Disperse)
(3)เก็บทอดระยะเวลา และปล่อยให้สารกัมมันตรังสีสลายตัวไปเอง (Delay and Decay)
 
กากของแข็งกัมมันตรังสี
บำบัด… โดยเก็บทอดระยะเวลา และปล่อยให้สารกัมมันตรังสีสลายตัวก่อน จึงนำกากเข้าสู่ระบบบำบัด โดยวิธีบดอัดหรือวิธีเผาไหม้ เพื่อลดปริมาตร
กากของเหลวกัมมันตรังสี
บำบัดน้ำทิ้งรังสี.. โดยวิธีตกตะกอนเคมี ผ่านระบบกรอง ระบบแลกเปลี่ยนไอออน และวิเคราะห์คุณภาพของน้ำทิ้ง หากน้ำทิ้งมีมาตรฐานตามเกณฑ์ปลอดภัย จึงสูบเข้าบ่อพัก และระบายทิ้ง
 
น้ำทิ้งภายหลังการบำบัด กากกัมมันตรังสีในการบำบัดกากของเหลวกัมมันตรังสี จะทำให้ได้กากของแข็งกัมมันตรังสีในรูปของกากตะกอน และ/หรือ ในรูปของสารแลกเปลี่ยนไอออน ซึ่งจะเก็บรวบรวมไว้ทำการแปรสภาพกากกัมมันตรังสีต่อไป ในส่วนน้ำใสหลังการบำบัดซึ่งอาจจะมีสารกัมมันตรังสีปนเปื้อนอยู่ในปริมาณน้อยมากและต่ำกว่าเกณฑ์ระดับ " ปลอดพิษ " ก็จะถูกระบายออกสู่สิ่งแวดล้อม

กากกัมมันตรังสีระดับรังสีต่ำและปานกลาง ภายหลังจากการปรับสภาพโดยผนึกในเนื้อคอนกรีตหรือในยางมะตอยแล้วกากฯ จะถูกจัดเก็บไว้ในโรงเก็บกากกัมมันตรังสีชั่วคราว และหลังจากนั้นใช้วิธีทิ้งกากกัมมันตรังสีแบบฝังดินตื้น(near surface disposal) ทั้งนี้เนื่องจากกากกัมมันตรังสีเหล่านี้มีครึ่งชีวิตสั้น และมีระดับรังสีต่ำและปานกลาง ดังนั้นช่วงเวลาที่จะต้องแยกห่างจากสิ่งแวดล้อมของมนุษย์จึงไม่ยาวนานนัก สารกัมมันตรังสีเหล่านั้นก็จะสลายตัวหมดสภาพไป (เป็นระยะเวลาประมาณ 200-300 ปี)

การเลือกพื้นที่สำหรับเป็นสถานที่ทิ้งกากกัมมันตรังสีแบบฝังดินตื้นต้องอยู่ในเกณฑ์ต่อไปนี้ คือ สถานที่มีสภาพภูมิประเทศที่เหมาะสมและไม่เป็นที่ลุ่ม ไม่มีปัญหาน้ำท่วม ดินถล่ม ไม่มีประวัติการเกิดแผ่นดินไหว มีสภาพภูมิอากาศที่มีฝนตกน้อย ไม่เคยเกิดกรณีลมพายุ และมีระดับน้ำใต้ดินลึก (มากกว่า10 เมตร) เป็นต้น

กากกัมมันตรังสีระดับรังสีสูงและเชื้อเพลิงใช้แล้ว กากกัมมันตรังสีเหล่านี้มีระดับรังสีสูงและบางส่วนมีครึ่งชีวิตยาวมาก ดังนั้นจึงต้องใช้วิธีทิ้งให้อยู่ห่างจากสิ่งแวดล้อมของมนุษย์ให้มากที่สุดและเป็นเวลาที่ยาวนาน

การผนึกกากกัมมันตรังสี กระทำโดยใช้ผนึกเป็นแก้วหรือเซรามิกซึ่งคงทนต่อความร้อนและรังสีดีกว่าปูนซีเมนต์หรือยางมะตอย การจัดสถานที่ทิ้งกากกัมมันตรังสีจะใช้วิธีขุดอุโมงค์ฝังในชั้นธรณีวิทยาที่ลึกและยั่งยืน (stable geologic formation) กล่าวคือ ไม่มีปัญหาจากแผ่นดินไหวหรือภูเขาไฟระเบิด หรือแม้แต่วินาศภัยจากการจารกรรมใดๆ ทั้งสิ้น มีชั้นธรณีลึกที่เหมาะ รวมถึงชั้นของหินอัคนีชั้นของหินตะกอนหรือหินแปร เป็นต้น