La carte montre l'emplacement des principales usines de retraitement, commerciales et militaires. Les capacités sont indiquées pour les usines civiles.

Les retraitements militaire et commercial utilisent fondamentalement le même procédé pour la séparation du plutonium; c'est le type de combustible irradié qui les différencient. Dans un réacteur, l'uranium-238 qui se trouve dans les aiguilles de combustible est converti en plutonium-239, fissile, à la suite de l'absorption d'un neutron et des réactions nucléaires qui s'ensuivent. Peu à peu, une partie du plutonium-239, après avoir absorbé un autre neutron, est convertie en plutonium-240, non-fissile. Plus le réacteur continue à marcher, plus une grande quantité d'uranium-238 est convertie en plutonium-239, conduisant ainsi à une plus grande production de plutonium-240. Les isotopes supérieurs du plutonium, notamment les plutonium-241 et -242 s'accumulent aussi avec des périodes d'irradiation plus longues.

Pour produire une grande quantité d'énergie l'irradiation dans les usines civles est plus longue. Le combustible irradié des réacteurs à eau ordinaire (le réacteur civil le plus courant) contient typiquement à peu près 0,7 % de plutonium-240 et 241 (les isotopes fissiles) et 0,2 % d'isotopes non fissiles. L'irradiation dans les usines militaire est d'une plus courte durée pour réduire la production de plutonium-240 et des autres isotopes supérieurs indésirables. Le combustible militaire irradié contient une petite fraction d'1% de plutonium, mais presqu'entièrement du plutonium-239. Le plutonium qui contient moins de 6 à 7 % de plutonium-240 est considéré de bonne qualité militaire, mais il est aussi possible de fabriquer une arme avec du plutonium de réacteur civil. Le plutonium contenu dans le combustible irradié ne peut pas être utilisé tant qu'il n'a pas été récupéré par retraitement. Le type de retraitement le plus courant est le procédé "Purex" qui vient de Plutonium-URanium EXtraction (voir le schéma).

Toutes les usines de retraitement qui fonctionnent à l'heure actuelle utilisent ce procédé. D'autres techniques de retraitement ont été utilisées dans le passé, y compris le procédé Butex (de di BUTyl carbitol EXtraction), le procédé Redox (pour REDuction OXidation), et le procédé initial de bismuth de phosphate utilisé pour construire la première bombe atomique des États-Unis. Les États-Unis mettent au point une nouvelle méthode de retraitement, généralement connue sous le nom de "pyroprocessing"1 qui est un procédé electrolytique de séparation du combustible irradié en trois effluent différents (voir l'article Estas Unis).