自然界中的鈾，有99.27%以鈾-238存在，其餘大部分以鈾-235存在，還有極低含量的鈾-234，而鈾-235才是核反應中的主要材料。
鈾是人類最重要的核裂變材料，可以用來製造原子彈，也可以用作核反應堆的裂變材料；鈾是活波金屬，自然界中的鈾都是以化合物的形式存在，有很多礦石含有鈾，比如粒磷鉛鈾礦、鈣鈾雲母、綠鈾礦、瀝青鈾礦等等。
鈾的同位素都具有放射性，所以發現某處的土壤和水源具有較高的放射性時，就可能在這有一座鈾礦；鈾礦採集後經過粉碎、磨細、吸附、反覆萃取、沉澱後得到黃餅（重鈾酸銨）。
黃餅是重要核工業原料，其中包含40%~70%的鈾，把黃餅進行鈾濃縮，就可以得到不同用途的核材料，而鈾濃縮是一項難度極高的技術。
國際上一些非法進行核研究的國家，基本就卡在鈾濃縮技術上，很容通過化學反應置換出高純度的金屬鈾，但是要把含量0.73%的鈾-235從鈾-238中分離出來，可謂難於上青天。
因為鈾-235和鈾-238屬於同位素，化學性質幾乎一模一樣，可以通過相對分子質量1%的差別，來對其進行分離和提純。
比如利用離心法，把六氟化鈾氣體進行高速離心，含有較重的鈾-238六氟化鈾分子，就會更多地在底部聚集，然後日夜不停地反覆離心提純，這是一個資源消耗極大的工程，一般國家根本玩不起，而且隨著鈾-235濃度的增加，提純更加困難。
除了離心法外，還有氣體擴散法、雷射濃縮法、等離子體分離法等等，難度都是很高的；鈾-235豐度達到3%就可以用於核電站的反應堆，80%以上稱作高濃縮鈾，90%以上可以生產核武器。
比如當初伊朗花費大量資源，冒著國際風險進行核武器研究，據說鈾濃縮也只到20%的豐度，離武器級鈾濃度還差很遠，儘管伊朗時不時地宣稱已經擁有了核武器，但是沒人相信。
鈾-235之所以是重要的核材料，是因為鈾-235在吸收慢中子後會發生裂變，然後釋放更多的慢中子，從而產生鏈式反應；在一般的核電廠，需要用減速劑把快中子減慢，才能繼續被鈾-235吸收。
而鈾-238隻能通過快中子的作用發生裂變，裂變產生慢中子，無法維持鏈式反應；在快中子反應堆中，使用鈽-239作為燃料，鈽-239裂變會釋放快中子，然後快中子可以被鈾-238吸收變成鈽-239，鈽-239又可作為燃料，從而把鈾-238也加以利用。
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