在核電站，由於處理廢水的量大、放射性物質濃度較高，都建有專門的放射性汙水處理系統，其常用的工藝是蒸發和過濾。前面提到過，廢水中的大多數放射性元素都不具有揮發性，利用這一特性，科學家對廢水進行加熱令其蒸發，再將留下的無法蒸發的放射性物質作濃縮處理。這個方法有兩個優點，其一，核電站執行過程中本身就有很多無用的廢熱，加熱廢水不會多耗能源；其二，蒸發法基本不需要使用其他物質，不會像其他方法因為汙染物的轉移而產生其他形式的汙染物。另一種方法是過濾法，原理類似我們日常生活中使用的淨水器。在廢水流經的管道中安放了專門用來吸附放射性物質的樹脂，這樣水流走了，放射性物質留在樹脂中。過一段時間，樹脂吸附“飽”了，可以換上新的樹脂。而吸滿了放射性物質的樹脂可以透過壓縮等方法減小體積，收集後澆築水泥密封，若樹脂中放射性強度不高，放入鐵桶密封也行。

由於核廢水中的放射性元素有強烈的放射性且其物理性質非常穩定，所以目前對核廢水的處理都是透過特定的技術手段將其中的放射性元素濃縮，後將符合放射性標準的廢液排放。目前應用比較廣泛的核廢水的處理方式主要有以下幾種：

（1）沉澱法：沉澱法就是向核廢水中加入沉澱劑，透過沉澱劑中的化學成分和放射性元素髮生的共沉澱反應來達到降低核廢水中放射性元素含量的目的。目前常用的工業沉澱劑主要有鋁鐵類沉澱劑、石灰蘇打類沉澱劑和磷酸鹽類沉澱劑等。

（2）吸附法：吸附法是利用吸附劑將放射性元素吸附的一種方法，是一種物理處理方法。吸附劑由於內部孔隙結構發達、比表面積大，具有極強的吸附能力。目前常用的吸附劑有活性炭、沸石等。

（3）離子交換法：離子交換法的原理是利用離子交換劑同核廢水進行離子交換，從而將核廢水中的放射性離子交換去除。核廢水中所含的放射性離子多為陽離子，所以離子交換劑中的帶正電的活性基團就可以和放射性的陽離子進行交換，將放射性離子交換到交換劑中。常用的離子交換劑分為有機和無機離子交換劑兩大類，有機離子交換劑主要為各種離子交換樹脂，無機離子交換劑有人造沸石、蛭石等。