本发明涉及利用反渗透膜分离浓缩放射性废液中放射性核素的方法和系统。在本发明的方法和系统中，采用对较高非放射性离子浓度背景下的放射性核素具有高去污因子的特异性膜材料。本发明的方法包括如下步骤：1)提供对较高非放射性离子浓度背景下的放射性核素具有高去污因子的特异性膜材料；2)使放射性废液流经所述膜材料的表面，从而分离浓缩放射性核素。本发明的方法和系统能够有效地分离浓缩放射性废液中放射性核素，并对其进行固化处理，尤其是对放射性同位素Cs和Co具有优异的去除效果，大大减少了二次废物量，简化了工艺，提高了安全性。