Nicht nur das Risiko schwerster Nuklear-Katastrophen ist mit dem Betrieb des AKW Brokdorf verbunden. Noch bis 2021 soll der Atomreaktor weiterhin radioaktive Abfälle erzeugen. Auch die Zwischenlagerung der hochradioaktiven Brennelemente ist mit enormen Risiken verbunden. In Castor-Behältern sollen diese Strahlenfrachten für 40 Jahre zwischengelagert werden. Doch schon heute ist klar: Wenn Mitte der 2040 Jahre die Genehmigung für die Zwischenlagerung der hochradioaktiven Brennelemente ausläuft, wird es immer noch kein dauerhaftes Atommülllager geben.
Im nicht mal 20 km entfernten Brunsbüttel hat ein Urteil des Oberverwaltungsgericht Schleswig dafür gesorgt, dass das Castor-Zwischenlager am abgeschalteten AKW Brunsbüttel ohne Genehmigung ist. Das Gericht hatte festgestellt, dass es zahlreiche Mängel und Defizite bei der Genehmigung durch das Bundesamt für Strahlenschutz gibt. Das Zwischenlager am AKW Brunsbüttel ist baugleich mit dem am AKW Brokdorf. Die Mängel bestehen also auch hier.
Dennoch soll in Brokdorf zusätzlicher hochradioaktiver Atommüll aus der Wiederaufarbeitung deutscher Brennelemente im britischen Sellafield in Brokdorf zwischengelagert werden. Die erforderliche atomrechtliche Genehmigung hat Betreiber E.on/PreussenElekra im Herbst 2017 beim Bundesamt für kernteschnische Sicherheit (BfE) beantragt. Ob es zu einer Beteiligung der Öffentlichkeit kommen wird, hat das BfE noch nicht entschieden.
Das Zwischenlager Brokdorf wird im Zuge der Verstaatlichung der Atommüll-Zwischenlagerung Anfang 2019 vom Bund übernommen und dann von der Bundesgesellschaft für Zwischenlagerung (BfZ) betrieben.