MOX燃料(鈾钚混合氧化物燃料)是實現閉式燃料循環戰略的重要環節之一。對核電反應堆產生的乏燃料，通過后處理回收其中的钚，然后制成MOX燃料，再在反應堆中重復利用，實現閉式燃料循環。

(一)美國

美國在20世紀70年代初建成5個小規模、總產能為50～70噸/年的MOX燃料制造廠，但由于卡特政府的核不擴散政策，美國于1977年決定采用“一次通過”核燃料循環方式，美國后處理廠關閉，MOX燃料生產也被迫停止。

2000年，美國與俄羅斯達成一份钚管理與處置協議，各自處理34噸武器钚。2005年，美國核管會批準在薩凡納河場址投資建造一座年產量為70噸的MOX燃料制造廠(MFFF)。該廠于2010年開工建設。由于超預算等問題，2019年，核管會暫停了MFFF廠的建造。

(二)法國

法國是最早將MOX燃料用于壓水堆和快堆的國家之一。1962年，法國在卡達拉什建造CFCa ATPu廠，先后建造了兩條快堆-MOX燃料研制生產線，制造了用于狂想曲堆、鳳凰堆及超鳳凰堆的快中子增殖堆MOX燃料。由于技術難度大，問題不斷，1998年法國停止大規模開發快堆。隨后，CFCa ATPu于2003年開始停止燃料制造，2009年被授權關閉并開始拆除。2019年，計劃在堆芯啟動時采用MOX燃料的ASTRID先進示范快堆也被推遲到2050年。

1985年，法國電力公司為了在壓水堆中使用MOX燃料，將CFCa ATPu廠的一條快堆MOX生產線改造成產量為15噸/年的壓水堆MOX生產線，并于1990年投產。法國還耗資10億歐元，于1991年開始建設MELOX廠，1995年建成投產。MELOX產量為120噸/年，采用成熟可靠工藝，自動化程度非常高，可生產高钚含量的輕水堆MOX燃料，實際產量可達到135～150噸/年。

(三)英國

20世紀60年代，英國在塞拉菲爾德開展包括MOX在內的快堆燃料研究，從1963年到1969年制造了約3噸輕水堆MOX燃料;從1970年到1988年制造了約18噸快堆MOX燃料。

為進入歐洲MOX燃料市場，英國建設了MOX示范設施和塞拉菲爾德MOX廠。MOX示范設施產能為8噸/年，于1993年開始運行，為日本和歐洲客戶生產MOX燃料，1999年關閉。塞拉菲爾德MOX廠于2002年開始運行，但由于所采用工藝技術的復雜性，引發了生產故障，導致失去了歐洲市場。2011年日本福島核事故后，日本也取消了訂單，隨后，英國宣布關閉塞拉菲爾德MOX廠。

(四)俄羅斯

20世紀70年代建成了3個快堆-MOX燃料制造設施：Granat、Paket和RIAR。

俄羅斯堅持閉式燃料循環政策，一直在進行快堆和MOX燃料的研究。俄羅斯建有1座BOR-60試驗快堆和1座BN-600原型快堆，2014年又建成BN-800。俄羅斯礦業和化學聯合企業于2011年開始建造了一座商業MOX燃料制造廠，2014年投入運行，為BN-800快堆供應MOX燃料。

(五)日本

日本從上世紀60年代開始研制MOX燃料，1965年建造了MOX燃料制造示范設施PFDF廠，可以為普賢堆和常陽實驗堆供應燃料。目前該設施仍在進行改善MOX燃料性能和經濟性的相關研究。

1983年，日本建造了钚轉化設施PFFF廠,為常陽堆和普賢堆制造燃料，2002年關閉。1987年，投資320億日元建造一條全自動化MOX制造設施PFPF廠，產能為5噸/年，從1988年到2017年，為常陽堆生產了301個MOX組件，為文殊堆生產了366個MOX組件。

從1993年開始，日本將乏燃料運往英國或法國進行后處理，并委托英國或法國將分離钚制成MOX燃料。2001年之后，日本將乏燃料在國內貯存，并建造六個所后處理廠和JMOX廠，以進行乏燃料后處理和MOX燃料制造。JMOX廠設計產能為130噸/年，于2010年底開始建造，計劃2022年投入運行。

(六)印度

印度于1994年在塔拉普爾建造了一座18噸/年MOX燃料工廠(AFFF)，為印度加壓重水堆和沸水堆制造MOX燃料。印度一直堅持發展快堆和MOX燃料，1985年建成了印度實驗快堆，2002年決定建造一座500MWe原型快堆，于2014年建成。為了為原型快堆提供MOX燃料，印度正在建造一座新的快堆MOX燃料工廠。