تعتبر عمليات التعدين في الهندسة النووية من أهم العمليات التي تمكن من الحصول على المواد الإشعاعية اللازمة لتشغيل المفاعلات النووية، ومن أبرز تلك العمليات الآتية:
1- تعدين اليورانيوم: يتم استخراج اليورانيوم عن طريق التعدين الجوفي أو التعدين السطحي، وتتم عملية التعدين بواسطة المعدات الثقيلة والحفارات.
2- تعدين الثوريوم: يتم تعدين الثوريوم عن طريق التعدين الجوفي أو التعدين السطحي أيضًا، وتختلف عملية تعدين الثوريوم عن تعدين اليورانيوم في أنها تحتاج إلى معدات خاصة لاستخراجها.
3- تعدين البلوتونيوم: يتم تعدين البلوتونيوم بطرق مختلفة، ومن أشهر تلك الطرق هي استخلاصه من الوقود المستعمل في المفاعلات النووية، ويتم ذلك عن طريق إجراء عمليات كيميائية متعددة.
4- تعدين الراديوم: يتم تعدين الراديوم بواسطة تحليل الأورانيوم والثوريوم، ويتم عملية التعدين بواسطة استخدام المواد الكيميائية المختلفة.