استخراج فلزات سمی و سنگین نظیر اورانیوم، هافنیوم، زیرکونیوم و کادمیوم از پسماند (ضایعات مایع و جامد) انرژی اتمی مورد مطالعه قرار گرفت. از بین روشهای موجود، روش استخراج فوق بحرانی با حلال دی اکسید کربن انتخاب شد. جهت افزایش حلالیت کمپلکس فلزات سمی سنگین در دی اکسید کربن، از اصلاح گر یا کمک حلال استفاده شد. کمک حلال هایی نظیر متانول، اتانول، پروپانول و غیره مورد استفاده قرار گرفت. جهت استخراج فلزات سمی سنگین از عامل کمپلکس ساز استفاده شد. بعنوان مثال، کمپلکس سازهایی از گروه عوامل آلی فسفردار نظیر سیانکس 301، سیانکس 302 و غیره مورد استفاده قرار گرفت. اثر پارامترهایی نظیر زمان استاتیک، زمان دینامیک، فشار و دما روی راندمان استخراج مورد بررسی قرار گرفت. از طراحی آزمایش و روش سطح جواب جهت تعیین شرایط بهینه عملیاتی استفاده شد و در نهایت برای پسماند جامد و مایع، به صورت جداگانه شرایط بهینه عملیاتی بدست آمد. در شرایط بهینه عملیاتی، راندمان استخراج اجزاء فلزی هم از طریق شبیه سازی و هم از طریق آزمایش محاسبه شد، خطا بسیار ناچیز و نشان دهنده این مطلب بود که مدل ارائه شده مناسب می باشد. برای تک تک اجزا ( فلز سمی سنگین) به صورت جداگانه، شرایط بهینه عملیاتی محاسبه شد. همچنین چون بیش از یک تابع هدف داریم، یک تابع ترکیب مطلوب در روش سطح جواب تعریف و برای آن تابع ترکیبی نیز شرایط بهینه عملیاتی بدست آمد. در مورد فاز مایع (پساب شامل اورانیوم، هافنیوم و کادمیوم) شرایط بهینه عملیاتی برای تابع ترکیبی، 78/2? ، 25/54 mpa، 75 دقیقه زمان استاتیک و 70 دقیقه زمان دینامیک و در مورد پسماند (شامل اورانیوم، هافنیوم، زیرکونیوم و کادمیوم) 81/2? ، 28/10 mpa، 76 دقیقه زمان دینامیک، متانول به عنوان کمک حلال و سیانکس 301 به عنوان عامل کمپلکس ساز بدست آمد. در سری دیگری از آزمایش ها، اثر پارامترهایی نظیر نوع کمپلکس ساز، نوع اصلاح گر، مقدار کمپلکس ساز و اصلاح گر و دبی سیال فوق بحرانی دی اکسید کربن مورد بررسی قرار گرفت و در نتیجه سیانکس 301 به عنوان بهترین عامل کمپلکس ساز، متانول به عنوان بهترین کمک حلال، مقدار 0/5 ?m^3 از سیانکس به عنوان بهترین مقدار، مقدار 7/85 ?m^3 از متانول به عنوان بهترین مقدار و دبی بهینه دی اکسید کربن برابر 1 ml/min بدست آمد.