原子力の平和的利用に関する協力推進を目的とする国家間協定。2年以上にわたる交渉を経て2010年3月2日に署名された（11年5月発効）。本協定が二国間の原子力協力の基盤となることが見込まれるが、カザフスタンから日本へのウラン供給ルートの確立、現地での採掘権のあり方など、実際の運用面で課題は残っている。報道によれば、日本政府は11年度より輸送期間の短縮と安全性を追求し、カザフスタンで採掘されたウラン鉱石のロシアでの加工とシベリア経由での輸送を目指している。