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韓國一直采用開放的燃料循環方式，不進行濃縮或再處理，這是根據其1973年與美國簽訂的核合作協議條款所規定的。該協議于2015年6月續簽。

韓國的核燃料用鈾來自哈薩克斯坦、加拿大、澳大利亞、尼日爾等地——2017年需要4730噸鈾，預計到2020年將需要5300噸鈾。韓國電力公司（KEPCO）旗下的韓國資源公司（KORES）已宣布，打算在非洲和南美洲的鈾礦和銅礦進行大量投資。2009年，KORES收購了Trendfield Holdings在尼日爾Azelik礦業有限公司（SOMINA）5%的股份，該公司是尼日爾政府（持股33%）和中核集團（持股37.2%）的合資企業，擁有尼日爾的Azelik/Teguidda礦。

2007年，由KORES、韓華集團、韓國電力公司和SK能源組成的韓國財團收購了加拿大薩斯喀徹溫省北部阿薩巴斯卡盆地東南部CanAlaska鈾公司的克里東項目50%的股份。然而，2017年5月，CanAlaska宣布已同意通過回購協議收購韓國財團在該項目的50%股份。

2010年，韓國電力公司（KEPCO）與法國阿海威公司（Areva）簽署了一項協議，根據該協議，這家韓國公司獲得了尼日爾伊莫拉倫鈾礦10%的股份。該礦場的作業于2015年“因等待更有利的市場條件”而暫停。運營公司由奧若諾擴張公司（Orano持股86.5%，KEPCO/KHNP持股13.5%）持股66.65%，尼日爾政府持股33.35%。

2009年6月，韓國電力公司（KEPCO）收購了Denison Mines 17%的股份，并達成了一項協議，每年購買Denison高達20%的U3O8產量。KEPCO在Denison的股份于2016年轉讓給其子公司韓國水電核電公司（KHNP），截至2017年12月，持股比例為10.42%。KHNP還是韓國Waterbury鈾業有限合伙企業（KWULP）財團的多數成員，截至2017年12月，該財團持有Denison Waterbury Lake鈾業公司40%的股份和Denison Waterbury Lake鈾業有限合伙企業35.78%的股份。

2011年8月，韓國電力公司（KEPCO）與加拿大的斯特拉特莫爾礦業公司（Strathmore Minerals）達成協議，收購斯特拉特莫爾14%的股份，以資助其在美國懷俄明州加斯山鈾礦勘探。斯特拉特莫爾于2013年被能源燃料公司（Energy Fuels）收購。

韓國沒有已知和量化的鈾資源，盡管總部設在珀斯的Stonehenge Metals收購了擁有大進鈾礦礦權的崇馬礦業公司（Chong Ma Mines），該礦由韓國能源資源研究所（KIER）在1986年的一份報告中確定。2011年宣布，該礦擁有符合JORC標準的推斷資源量2.5萬噸鈾（品位0.027%）。計劃從2015年開始開采鈾，并正在進行回收釩副產品的試驗工作。1979年發現大進鈾礦的韓國資源公司（KORES）還擁有毗鄰的大進以南沿礦脈分布的群山鈾礦。Stonehenge Metals在該地質構造（奧貢地帶）北部還擁有另外兩個礦藏：彌元礦和葛山礦。

2015年濃縮需求為320萬分離功單位（SWU）。TENEX、URENCO和Centrus此前曾提供濃縮服務，但2007年中，韓國水電核電公司（KHNP）與阿海威核能公司（AREVA NC）簽署了一項為期10年以上、價值10億歐元的長期合同，在法國的喬治·貝塞二世工廠進行濃縮服務。然后在2009年中，KHNP收購了該工廠2.5%的股份。

韓國原子能研究所（KAERI）已開發出壓水堆（PWR）和重水堆（Candu）燃料技術。自1990年以來，該研究所與韓國電力公司核燃料公司（KEPCO NF）一直制造和供應壓水堆燃料，自1987年以來一直制造和供應未濃縮的重水堆壓力管式重水反應堆（PHWR）燃料。KEPCO NF的壓水堆燃料產能為每年700噸，重水堆壓力管式重水反應堆燃料產能為每年400噸，滿足KHNP的所有需求。KEPCO NF計劃提供一種與現有核燃料相比性能更高、安全性更好的先進核燃料，即HIPER（高效可靠的高性能）燃料。

2009年2月，西屋電氣公司宣布，該公司與韓國電力公司核燃料公司（KEPCO NF）將共同為美國和韓國的燃燒工程設計的核反應堆制造控制棒組件。一家合資企業（西屋電氣持股55%，KEPCO持股45%），即KW核組件公司，將在KEPCO NF位于大田的燃料制造工廠制造這些組件。新古里4號APR1400反應堆可能會采用該合資企業制造的首批控制棒組件。

韓美原子能協定

韓國的核電政策受到1974年韓美原子能協定的限制。這是根據1954年美國原子能法第123條命名的所謂“123協定”，該協定限制了原材料供應，并禁止使用濃縮和再處理過的燃料。繼2009年1月美國和阿拉伯聯合酋長國（UAE）簽署123協定后，韓國政府稱美國的這些限制“過于苛刻”，并敦促美國在協定續簽前放寬限制。主要問題是再處理。1973年的協定于2014年3月到期，但由于雙方未能達成協議，美國國會兩院一致投票將其延長兩年。

經過數年的密集談判，2015年6月，雙方簽署了將協定延長20年的協議。與1974年的協定相比，新協定的措辭更像是一種伙伴關系，并允許在核燃料管理方面擁有更大的自由度。然而，除了允許美國同意進行一些有關電冶金再處理的研究，以及為將來的鈾濃縮“通過與美國協商”打開可能性外，新協定沒有規定允許韓國自行濃縮鈾或通過再處理回收使用過的核燃料。為進行持續討論而成立的高級雙邊委員會將討論濃縮和再處理問題，并可能在這兩個方面作出未來的讓步。

據外交部稱，韓國在協定中實現了三個目標：有權處理使用過的核燃料；確保核燃料的穩定供應；促進核電站的出口。兩國總統批準的新協定使韓國在美國允許的范圍內更接近日本。雙邊委員會于2016年4月舉行了首次會議，并正式成立了四個工作組，美國和韓國專家將通過這四個工作組就在用核燃料管理、促進核出口和出口管制合作、確保燃料供應和核安全方面進行合作。

2021年5月，美韓兩國總統發表聯合聲明稱：“我們致力于在海外核能市場開展合作，包括共同參與核電站項目，同時確保維持國際核安全、安保和不擴散的最高標準。”