Ekstrakcija uranija i plutonija se izvodi primjenom PUREX procesa (engl. Plutonium Uranium Reduction Extraction). U radu su objašnjene današnje metode i varijacije PUREX procesa koje su najviše zastupljene. Utvrđene su značajke PUREX procesa i optimalni načini provođenja istog, te istaknuta važnost oporabe otpadnog nuklearnog goriva. Plutonij(IV) i uranij(VI) tvore stabilne komplekse s nitratima i organskim ekstraktantom tri-n-butil fosfatom (TBP), a što omogućuje njihovo odvajanje od fisijskih produkata. Nastali neutralni kompleksi plutonija(IV) i uranija(VI) s nitratima i TBP-om se koekstrahiraju u organsku fazu (npr. kerozin) dok kationi fisijskih produkata uglavnom ne tvore komplekse s TBP-om i ne ekstrahiraju se. Nakon uklanjanja fisijskih produkata, plutonij(IV) i uranij(VI) se međusobno odvajaju na temelju selektivnog reduciranja Pu(IV) do Pu(III) koji se ne ekstrahira u opisanim uvjetima, te se zadržava u vodenoj fazi. Uranij(VI) se ne reducira i ekstrahira se u organsku fazu. Razdvojeni uranij(VI) i plutonij(IV) se dodatno pročišćavaju.
