Một số vụ tai nạn đã xảy ra do chất thải phóng xạ không được vứt bỏ hợp lý, vỏ bảo vệ trong vận chuyển bị hư hỏng, hoặc đôi khi nó bị bỏ hay thậm chí là ăn trộm từ một cửa hàng chất thải.[100] Tại Liên Xô, chất thải ở Hồ Karachay bị thổi bay khắp khu vực trong một cơn bão cát sau khi nước ở một phần hồ đã rút.[101] Tại Bình nguyên Maxey, một cơ sở xử lý chất thải hạt nhân cấp thấp ở vùng trũng của Kentucky, những rãnh ngăn bị phủ đất thay vì thép hay xi măng và sụp khi mưa nặng hạt và làm ngập chúng. Nước đổ vào các rãnh này bị nhiễm phóng xạ và phải được xử lý tại chính cơ sở này. Trong những tai nạn chất thải phóng xạ khác, hồ hay ao với chất thải phỏng xạ thường tràn vào những con sông khi có bão lớn.[cần dẫn nguồn] Ở Ý, một số chỗ để chất thải hạt nhân thải chúng ra nước sông, làm ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt của người dân.[102] Tại Pháp, vào mùa hè năm 2008, nhiều tai nạn đã xảy ra;[103] một trong số đó, ở nhày máy của Areva thuộc Tricastin, một số báo cáo cho rằng trong quá trình tháo nước, chất lỏng chứa urani chưa qua xử lý tràn ra khỏi một bể chứa lỗi và khoảng 75 kg vật liệu phóng xạ thấm vào đất và hai con sông gần đó;[104] ở một vụ khác, hơn một trăm nhân viên bị nhiễm liều lượng phóng xạ thấp.[105]

Việc thu lượm chất phóng xạ bỏ đi cũng là nguyên nhân cho một số vụ tai nạn ô nhiễm phóng xạ đã xảy ra, chủ yếu ở các quốc gia đang phát triển, nơi có quy định về hóa chất độc hại không quá nghiêm ngặt (đôi khi là nhận thức kém về phóng xạ và sự nguy hiểm của chúng) và có thị trường phế liệu và sắt vụn. Những kẻ đi gom và những người mua chúng thường không biết vật đó có phóng xạ hay không mà chọn dựa trên giá trị hay tính thẩm mỹ.[106] Ngoài ra, sự thiếu trách nhiệm chủ sở hữu vật liệu phóng xạ, thường là bệnh viện, trường đại học hay quân đội, cũng như không có quy định về chất thải phóng xạ phóng xạ liên quan hay điều luật không được thi hành, trở thành những nguyên nhân của sự nhiễm xạ. Điển hình như một tai nạn do kim loại vụn phóng xạ bắt nguồn từ một bệnh viện tại Goiânia ở Brasil.[106]

Những tai nạn vận chuyển có nhiên liệu hạt nhẫn đã dùng từ các nhà máy không có nhiều hậu quả nghiêm trọng nhờ độ bền của những bình chứa chất phóng xạ.[107]

Ngày 15 tháng 12 năm 2011, phát ngôn viên Osamu Fujimura của chính phủ Nhật Bản thừa nhận rằng có chất phóng xạ trong chất thải của những cơ sở hạt nhân tại Nhật. Tuy Nhật Bản đã cam kết năm 1977 sẽ điều tra theo như thỏa thuận với IAEA, các bản báo cáo bị giữ bị mật trước các điều tra viên của IAEA.[cần dẫn nguồn] Nhật Bản có thỏa luận với IAEA về lượng urani và plutoni giàu rất lớn, phát hiện trong chất thải hạt nhân bị bỏ đi từ những nhà máy này.[cần dẫn nguồn] Tại buổi họp báo Fujimura nói rằng: "Dựa trên những cuộc điều tra đã có, hầu hết các hợp chất hạt nhân đều đã được xử lý đúng cách, và từ góc nhìn đó, không có vấn đề gì trong công tác bảo đảm an toàn." Nhưng theo ông ta, vấn đề này vẫn đang trong quá trình điều tra vào thời điểm đó.[108]