ما هو تخصيب اليورانيوم ؟
يورانيوم مخصب
عملية تخصيب اليورانيوم عبارة عن عزل نظير معين Isotope separation ، وهذ النظير المعين هو اليورانيوم-235 الذي يصلح لإنتاج الطاقة الكهربائية في مفاعل نووي. اليورانيوم الطبيعي يحتوي على 7.0% من اليورانيوم-235 أما باقي اليورانيوم فهو اليورانيوم -238. والمطلوب من عملية التخصيب هو رفع نسبة اليورانيوم-235 في اليورانيوم الطبيعي إلى 5.3% حتى يمكن استخدامه في مفاعل نووي يعمل بالماء الخفيف. اليورانيوم المخصب إذا يمكن أن يكون ذو نسبة 5.3% من اليورانيوم-235 أو أعلى من ذلك (إنتاج أسلحة نووية يحتاج إلى تخصيب أعلى من 90%)، ويسمى الجزء من اليورانيوم المنزع منه اليورانيوم-235 "اليورانيوم المنضب" . وتتم عملية التخصيب على مراحل حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظير المرغوب فيه (اليورانيوم-235) حيث يزداد اليورانيوم تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة (5.3% لإنتاج الطاقة الكهربائية في مفاعلات نووية ؛ أو 20% لمفاعلات البحوث العلمية أو 90% لإنتاج أسلحة نووية).
انشطار نووي
ينتج عن كل انشطار لنواة يورانيوم واحدة قدر هائل من الطاقة يبلغ نحو 200 مليون إلكترون فولت تظهر في صورة حرارة وإشعاع ، و يمكن استغلال الحرارة لتوليد بخار ماء ، ومن بخار الماء توليد كهرباء عن طريق توربين و مولد كهربائي ، وهذا ما يجري في مفاعل نووي.
طاقة نووية
واستعمال الماء العادي يتطلب تخصيب وقود اليورانيوم لدرجة بين 5و2% إلى 5و3% باليورانيوم-235، وكلا النوعين من المفاعلات اللذان يعملان بالماء الخفيف هما مفاعل الماء المضغوط (Pressurized water reactor (PWR وتتم فيه دورتين (دورة أولية ودورة ثانوية) للماء والبخار من خزان الضغط إلى التوربنات ويفصلهما مبادلات للحرارة فيكون بخار تشغيل التوربينات معزولا عن دورة الخزان. والنوع الثاني من مفاعلات الماء العادي تسمى مفاعل الماء المغلي (Boiling water reactor (BWR. يستخدم مفاعل الماء المغلي دورة واحدة للماء والبخار من خزان الضغط إلى التوربينات ثم إلى خزان الضغط.
بلوتونيوم-239
كما يمكن للبلوتونيوم-239 امتصاص نيوترون فينشطر مثلما يحدث مع يورانيوم-235. وفي مفاعل ماء خفيف ينتج الطاقة الكهربائية ، يعود نحو ثلث الطاقة الناتجة عن الانشطار إلى البلوتونيوم-239. ويحدث انشطار البلوتونيوم-239 في مفاعلات القوي حيث يتولد في قضبان اليورانيوم من اليورانيوم-238. وذلك لأن قضبان الوقود تحتوي على أكسيد اليورانيوم المخصب ، والذي يحتوي على 97 % يورانيوم-238 و 3% فقط يورانيوم-235.
مفاعل الحرارة العالية
بعدما ألغت الولايات المتحدة تصدير اليورانيوم عالي التخصيب لمفاعلات الحرارة العالية - في إطار منع انتشار الأسلحة النووية، بقي التطوير يجري بالاعتماد على يورانيوم منخفض التخصيب والثوريوم (تخصيب في حدود 10% يورانيوم-235).
الرسم يوضح تصميم مفاعل الحرارة العالية ، كرات الوقود النووي يمكن تزويد المفاعل بها من أعلى مع اتقاء الكرات المستهلة من أسفل. وإذا كان الوقود النووي في الكرات لم يستهلك إلى الحد المطلوب ، فهي توجه إلى أعلى وتمون كومة المفاعل من جديد. بذلك توجد ميزة إضافية لمفاعل الحرارة العالية وهي أنه لا يحتاج إلى مخزون كبير من وحدات الوقود كما هو الحال مع مفاعلات الماء الخفيف حيث يوجد لديهم في العادة مخزون يكفي لعام كامل . إلا أن هذا مفاعل الحرارة العالية لا يمكن تشغيله مثل مفاعل كاندو ومفاعل RBMK اللذان يمكنهما إنتاج الكهرباء إلى جانب إنتاج البلوتونيوم-239 أو اليورانيوم-233 الصالحان للصناعة أسلحة نووية.
طرد مركزي
بعد استخلاص اليورانيوم ينقل الخام إلى أداه لطحنه في صورة مسحوق ناعم ، يتم تكريره بعد ذلك في عملية كيميائية ، ويحول إلى مركب سداسي فلوريد اليورانيوم ، وهو مسحوق يعرف باسم « الكعكة الصفراء»، للونها الأصفر. ثم يتم تحويل اليورانيوم إلى غاز، المعروف باسم سداسي فلوريد اليورانيوم وذلك بتسخينه لنحو 64 درجة مئوية.
ولسداسي فلوريد اليورانيوم خواص مؤكسدة وهو قابل للتفاعل بسهولة، وعلى ذلك يتعين التعامل معه بعناية بالغة. ويتعين مد أنابيب وإنشاء مضخات خاصة في وحدات التحويل من الألومنيوم والنيكل. كما ينبغي أن يكون الغاز بمنأى عن الزيت ومواد التشحيم حتى لا تحدث أي 
تفاعلات كيميائية غير مطلوبة.
مفاعل نووي للأبحاث
يستخدم مفاعل الأبحاث وقودا نوويا من سليكات اليورانيوم المخصب تخصيبا يصل إلى نحو 20% باليورانيوم-235 . وتكون كمية الوقود موزعة على وحدات وقود ومضافا إليها وحدات ماصة للنيوترونات ، الغرض منها التحكم في سير التفاعلات الانشطارية. تحتوي كل وحدة وقود على 400 غرام يورانيوم-235 ، موزعة على 24 شريحة من الوقود النووي، وأما وحدات التحكم الماصة للنيوترونات الزائدة فهي تحتوي على نحو 300 غرام من اليورانيوم-235 بالإضافة إلى مادة الهافنيوم الشديدة الامتصاص للنيوترونات ، عدد الشرائح الماصة للنيوترونات يبلغ 18 شريحة. يستهلك مثل هذا المفاعل للأبحاث نحو 6 غرام من اليورانيوم-235 كل يوم ، ينشطر منها نحو 5 غرام ، ويتحول 1 غرام من اليورانيوم-235 إلى يورانيوم-236.
تصميم السلاح النووي
قام معمل (واي-12) Y-12 plant الموجود بمدينة أوك ريدج بولاية تينيسي بتخصيب اليورانيوم بواسطة جهاز مطياف الكتلة يدعى كلوترونس لاستخدامه في مشروع مانهاتن، وتم اعادة تصميم المعمل أيضا لصنع اجهزة المرحلة الثانية. اليورانيوم-235 القابل للانشطار يشكل أفضل شمعة احتراق لكون كتلته الحرجة أكبر، خاصة في احهزة المرحلة الثانية التي صنعت في بدايات القنابل النووية الحرارية ذات الشكل الاسطواني. في التجارب الاولية تم استخدام مادتي الانشطار مع بعضهما كمزيج من بيو-أوي في التجويف وكشمعة احتراق، ولكن في حالة الانتاج بكميات كبيرة كان من الأسهل جعل المصانع متخصصة: حيث يكون تجاويف البلوتونيوم في الاولي، و شمعات احتراق اليورانيوم والدوافع في المرحلة الثانية (الثانوي).
كيمياء كهربائية
تعبر الأكسدة والاختزال عن تغير حالة تأكسد تحدث للذرة أو لأيون أو جزيئ داخل في تفاعل كيميائي. فاصطلاح "تأكسد" معناه اكتساب ذرة "لشحنة كهربائية" في حالة أن تكون جميع رابطة روابطها بذرات أخرى من نوع رابطة أيونية بنسبة 100%. والذرة أو الأيون الذي يعطي إلكترون إلى ذرة أو أيون آخر تزداد حالة اكسدتها ، والذرة المستقبلة للإلكترون تنخفض حالة أكسدتها. فالأكسدة والاختزال تجريان في آن واحد ويسمى ذلك تفاعل أكسدة-اختزال (بالإنجليزية redox reaction ).
برنامج إيران النووي
قطعت الولايات المتحدة إمدادات من اليورانيوم عالي التخصيب كوقود اليورانيوم لمركز أبحاث طهران النووية، مما اضطر إيران لإغلاق المفاعل لعدة سنوات، حتى وقعت اللجنة الوطنية للطاقة الذرية في الأرجنتين في 1987-1988 على اتفاق مع إيران للمساعدة في تحويل مفاعل من وقود اليورانيوم عالي التخصيب إلى 19.75٪ اليورانيوم منخفض التخصيب، وتوريد اليورانيوم منخفض التخصيب إلى إيران. وتم تسليم اليورانيوم في عام 1993.
يوروديف
يوروديف, وهي اختصار للمجمع الأوروبي لتخصيب اليورانيوم بواسطة الانتشار الغازي, وهي فرع من شركة أريفا (آرفا) الفرنسية والتي تمتلك منشأة لتخصيب اليورانيوم في محطة تريكازتين النووية في بايغليت - دغوم. المحطة النووية في بايغليت تمتلك العديد من المنشأت النووية والتي تعد يوروديف أكبرها.
يورانيوم مخصب
" اليورانيوم المخصب قليلا " (SEU) لديه U تركيز 0.9٪ إلى 2٪. هذا الصنف الجديد يمكن استخدامه ليحل محل وقود نووي من اليورانيوم الطبيعي (NU) في بعض مفاعلات الماء الثقيل مثل مفاعل كندو الذي بنته كندا. 
الوقود المصمم مع SEU يمكن أن يوفر فوائد إضافية مثل تحسين السلامة أو المرونة التشغيلية، وعادة ما كانت تعتبر الفوائد في مجال السلامة مع الحفاظ على نفس الظرف التشغيلي. تحسينات السلامة يمكن أن تخفض ردود فعل التفاعل الإيجابي مثل معامل الفجوات التفاعلى. ستسهم التحسينات التشغيلية في زيادة خفض تكاليف استخدام الوقود مما يتيح أن تكون هناك حاجة أقل من اليورانيوم و حزم أقل من وقود المفاعل. وهذا بدوره يقلل من كمية الوقود المستخدمة وتكاليفها الإدارية اللاحقة.
المقال الأصلي: قنابل المواد المخصبة
الولد الصغير (قنبلة)
معظم اليورانيوم اللازم لإنتاج القنبلة جاء من منجم شينكولوبوي ويرجع الفضل في ذلك إلى الرئيس التنفيذي لاتحاد التعدين بكاتانغا العليا، إدغار سينجير الذي شحن 1000 طن من خام اليورانيوم إلى مستودع نيويورك في عام 1939. وهناك كمية صغيرة تم جلبها من الغواصة الألمانية يو 234 التي أسرت بعد استسلام ألمانيا في مايو 1945. وكان تخصيب اليورانيوم في أوك ريدج، تينيسي، وذلك عن طريق الفصل الكهرومغناطيسي في أجهزة الكالوترون ومعامل الانتشار الغازي، بالإضافة إلى كمية صغيرة أسهمت بها السيكلوترون من معامل ارنست لورنس سين للإشعاع، واحتوى قلب قنبلة الولد الصغير على 64 كيلوغراما من اليورانيوم، منها 50 كجم تم تخصيبها إلى 89 ٪، والباقي 14 كيلوغراما تم تخصيبها إلى 50 ٪. ومع متوسط تخصيب اليورانيوم إلى 80 ٪، قد يصل اليورانيوم إلى نحو 2.5 ضعف الكتلة الحرجة. وعلى سبيل المقارنة فقد كان تجربة ترينيتي وقنبلة الرجل البدين خمسة أمثال الكتلة الحرجة.
ليثيوم
يتجزّأ نظيري الليثيوم الطبيعيين تدريجياً من خلال عدّة عمليّات طبيعيّة، من ضمنها تشكّل المعادن (ترسيب كيميائي) والاستقلاب والتبادل الأيوني. تحلّ أيونات الليثيوم محل أيونات المغنيسيوم والحديد في معادن الغضار التي لها بنية ثمانيّة السطوح، حيث تفضّل نوى ليثيوم-6 Li على ليثيوم-7 Li، ممّا يؤدي إلى تخصيب النظير الأخف في هذه المعادن وفي الصخور التي تحويها.
تحول الطاقة
ومن تحولات الطاقة الأخرى التي نشأت عن الانفجار العظيم التحولات النووية والنشاط الإشعاعي والتي تطلق طاقة مخزونة مثل اليورانيوم والثوريوم. وكد اختزنت تلك الطاقة (الإشعاعية) أثناء تخليق العناصر، وهي عملية تستخدم بصفة أساسية مجال الجاذبية الذي يتولد من التقلص نجم أثناء أنفجاره في صورة مستعر أعظم. نتج عنها تكوين العناصر الثقيلة قبل تجمعها في أنظمة مثل المجموعة الشمسية والأرض.
يورانيوم منضب
يستخدم اليورانيوم الطبيعي لإنتاج اليورانيوم المخصب من خلال عمليات كيميائية، وذلك لاستخدامه كوقود نووي في محطات توليد الكهرباء بالطاقة النووية، أو لاستخدامه في الأسلحة النووية. ويعتبر اليورانيوم المنضب نتيجة ثانوية أو عادماً لعمليات إنتاج هذا اليورانيوم المخصب. واليورانيوم المنضب له خواص اليورانيوم الطبيعي نفسها إلا أنه يحتوي على 60٪ من إشعاع اليورانيوم الطبيعي، ويتكون من ثلاثة نظائر من اليورانيوم هي يورانيوم 234، يورانيوم 235 ويورانيوم 238، إلا أن نسب يورانيوم 234، ويورانيوم 235 في اليورانيوم المنضب هي أقل من مثيلاتها في اليورانيوم الطبيعي، وذلك بسبب أن عمليات تخصيب اليورانيوم تزيل جزئيا بعضا من هذه النظائر من اليورانيوم الطبيعي. وتعرف لجنة التنظيم النووي الأمريكية اليورانيوم المنضب بأنه ذلك اليورانيوم الذي تقل فيه نسبة اليورانيوم 235 عن 0.711%
برنامج إيران النووي
وفي القرار 1696 ليوم 31 يوليو 2006، طالب مجلس الأمن التابع للأمم المتحدة بتعليق إيران لجميع الأنشطة ذات الصلة بالتخصيب وإعادة المعالجة.
وفي قرار مجلس الأمن الدولي رقم 1737 بيوم 26 ديسمبر عام 2006، فرض المجلس سلسلة من العقوبات على إيران لعدم امتثالها لقرار مجلس الأمن في وقت سابق، وطالب بإتخاذ قرار إيران بتعليق الانشطة المتعلقة بتخصيب اليورانيوم بدون تأخير. These sanctions were primarily targeted against the transfer of nuclear and ballistic missile technologies استهدفت العقوبات في المقام الأول نقل التكنولوجيات النووية والصاروخية . واستجابة لمخاوف الصين وروسيا، كانت العقوبات أخف من التي سعت إليها الولايات المتحدة. جاء هذا القرار من وكالة الطاقة الذرية وسمحت لإيران عمليات التفتيش بموجب اتفاق الضمانات ولكنها لم تعلق أنشطتها المتعلقة بتخصيب اليورانيوم.
قنابل المواد المخصبة
هناك ثلاث مستويات من اليورانيوم المخصب:
يورانيوم مخصب
يستخدم اليورانيوم المخصب تخصيباً عالياً مثل 90% يورانيوم-235 في صناعة القنابل النووية . اليورانيوم الذي يستخدم كوقود في المفاعلات النووية يكفيه نسبة تخصيب نحو 3.5 % من اليورانيوم-235. ويستخدم المفاعل كمية من اليورانيوم قدرها بين 40 طن إلى 100 طن (من سبيكة يورانيوم-238 و يورانيوم-235) حسب قدرة المفاعل النووي المراد بناءه.
مفاعل نووي
تعتبر كل من أستراليا وكازاخستان وكندا وجنوب أفريقيا والبرازيل وناميبيا من أكبر الدول المصدرة لليورانيوم، ويباع عادة بسعر يتراوح من 80 - 100 دولار للكيلوغرام الواحد وبعد الحصول عليه يتم طحنه وتحويله إلى ما يسمى بالكعكة الصفراء التي يتم تحويلها فيما بعد إلى هيكسافلوريد اليورانيوم ويتم بعد ذلك عملية تخصيب اليورانيوم.
تخطيط الاستنماء
مزرعة تخصيب
طاقة نووية
كما يمكن فصل مادة اليورانيوم-235 الخفيفة نسبيا بطريقة أخرى عن يورانيوم-238 بواسطة آلات الطرد المركزي، وهو ما تتبعه إيران في الوقت الحاضر. ووقود اليورانيوم اللازم للمفاعلات الانشطارية لا يصنع قنبلة ذرية لأن القنبلة تحتاج تخصيب أكثر يصل إلى 90% يورانيوم-235 لكي يتم تفاعل متسلسل سريع وقت الانفجار.
مفاعل نووي للأبحاث
بعض مفاعلات الأبحاث يحتاج إلى يورانيوم مخصب إلى نحو 93% ؛ وبينما يعتبر التخصيب إلى درجة 20% ليس طافيا لصناعة سلاح نووي ، فإن تخصيب اليورانيوم إلى 93% يسمى " درجة السلاح النووي" weapons grade. يوجد عدد قليل من تلك مفاعلات الأبحاث العالية التخصيب ، وهي تنتج نيوترونات بأعداد أعلى من مفاعل ذو تخصيب 20% ، ولهذا فهي تحتاج تصميما خاصا. تعمل أيضا بالماء كمهديء وتحتاج تبريدا عالي الكفاءة .
قنابل المواد المخصبة
عملية التخصيب عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة Isotope separation من عنصر ما لغرض زيادة تركيز نظائر أخرى للحصول على مادة تعتبر مشبعة بالنظير المطلوب على سبيل المثال عزل نظائر معينة من اليورانيوم الطبيعي للحصول على اليورانيوم المخصب واليورانيوم المنضب. وتتم عملية التخصيب على مراحل حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظائر الغير مرغوبة حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة.
مشروع Y
في بداية المشروع تركزت جهود التطوير على سلاح يعمل على ظاهرة الانشطار النووي لليورانيوم التي اكتشفها أوتو هان الألماني في عام 1938. وكانت الخطة تتبع طريقين لتنفيذ صناعة قنبلة تنفجر نوويا. الطريق الأول كان عن طريق تخصيب اليورانيوم لاستخلاص منه اليورانيوم-235  القابل للانشطار ، وتوصلوا إلى صناعة قنبلة نووية سُميت قنبلة الرجل النحيف. الطريق الثاني كان عن طريق بناء مفاعل نووي يقوم بتحويل اليورانيوم-238 إلى البلوتونيوم-239 القابل أيضا للإنشطار بالنيوترونات . في نيسان (إبريل) 1944 حدد مختبر لوس ألاموس أن معدل الانشطار التلقائي للبلوتونيوم الذي ولّد في المفاعل النووي كان كبيراً جداً بسبب وجود البلوتونيوم-240 والذي سوف يُسبب انفجار المفاعل، الناتج عن التفاعل النووي المتسلسل قبل تجمع النواة بالكامل. لذلك أعاد أوبنهايمر تنظيم المختبر من جديد ونسق مشروعاً شاملاً وناجحاً أخيراً لتصميم بديل اقترحه جون فون نيومان، وهذا التصميم يعمل على مبدأ الانضغاط الداخلي والتي سُميت بقنبلة الرجل البدين. وتم تصميم نسخة مطورة عن هذه القنبلة باستخدام اليورانيوم-235 وسميت هذه القنبلة بـالولد الصغير.
مشروع Y
بعد أن أعاد أوبنهايمر تنظيم مختبر لوس ألاموس في تموز (يوليو) 1944، كان العمل على سلاح اليورانيوم من نوع المدفع مركّزاً في مجموعة فرانسيس بيرتش O-1. كان هذا المفهوم متّبعاً بحيث أنه في حالة الفشل في تطوير قنبلة انفجارية، فإنه يمكن استخدام اليورانيوم المخصب على أقل تقدير. من ذلك الوقت فصاعداً، كان يجب العمل على نوع المدفع باستخدام اليورانيوم المخصب فقط، وقد أتاح هذا تصميم قنبلة "الرجل النحيف"، لتكون نموذجاً مبسّطاً إلى حدٍ كبير. لم يعد هناك حاجة لمدفع عالي السرعة، بل كان بالامكان استبداله بسلاح أبسط، أقصر بما فيه الكفاية ليلائم قنبلة B-29. سمي التصميم الجديد بقنبلة الولد الصغير.
بعد عدّة محاولات، وصلت أول شحنة من اليورانيوم المخصب قليلاً (13-15% يورانيوم-235) إلى أوك ريدج في آذار (مارس) 1944. بدأت شحنات اليورانيوم المخصب بالوصول في تموز (يونيو) 1944. كانت التجارب الحرجة ومرجل الماء ذات أولوية، لذا لم يتسلم علماء المعادن أي عينات حتى آب (أغسطس) 1944. في غضون ذلك، أجرى القسم CM تجارب باستخدام هيدريد اليورانيوم. اعتبر القسم T ذلك كمادّة نشطة محتملة. كانت الفكرة أن قدرة الهيدروجين كمسؤول نيوتروني ستعوّض فقدان الكفاءة، لكن وكما ذكر بيث لاحقاً، فإن كفائتها كانت لا تذكر أو كما قال فينمان، هي كفاءة قليلة، تم إسقاط الفكرة بحلول آب (أغسطس) 1944.
طوّر مشروع فرانك سبيدينغ (مشروع أميس) عملية أميس، وهي طريقة لإنتاج معدن اليورانيوم في نطاقٍ صناعي، لكن سيريل ستانلي سميث، القائد المنتسب لقسم التعدين، كان قلقاً حيال استخدام اليورانيوم عالي التخصيب بسبب الخطر المترتب على تشكيل كتلة حرجة. كان اليورانيوم عالي التخصيب أكثر قيمة من اليورانيوم الطبيعي، وقد أراد سيريل تجنّب خسارة حتى لو مليغرام واحد منه. وظّف سيريل ريتشارد بيكر، وهو كيميائي سبق وعمل مع سبيدينغ، وعملا معاً على تكييف عملية أميس لاستخدامها في مختبر لوس ألاموس. في شباط (فبراير)، أنجز بيكر وفريقه عشرين عملية تخفيض لـ360 غرام وسبعة وعشرين عملية تخفيض لـ500 غرام باستخدام رباعي فلوريد اليورانيوم المخصب.
يورانيوم
في حالة استخدام اليورانيوم في الأغراض السلمية يجب أن لا تتعدى نسبة اليورانيوم المخصب عن 4%. وعامل التحفيز النيوتروني يجب أن يكون أقل من الواحد
أما في حالة استخدامه في الحالات التفجيرية يجب أن يصل نسبة اليورانيوم المخصب إلى 80% وعامل التحفيز النيتروني يجب أن يكون أكبر من الواحد، حيث إن عامل التحفيز النيتروني هو عدد النيترونات المستخدمة في إنشاء سلسلة التفاعلات "chain reaction" في المفاعل النووي.توجد خامات معدن اليورانيوم بدولة الإمارات العربية المتحدة بمدينة العين في منطقة (عين الفايضة) التي تبعد 15 كيلومترا جنوب مدينة العين، وكذلك في (جبل حفيت).
في المملكة العربية السعودية اكتشف اليورانيوم في صخور الجرانيت عند (جبل صايد) و(الصواوين) و(الحوية) و(جبل عابد) ومنطقة (قامة) و(القريات و(غريبة)
تخلل
مصطلح التخلّل أو التوشيح أو التطعيم (بالإنجليزية:Percolation ) يستخدم مصادف بكثرة في الفيزياء والكيمياء، وبشكل خاص في علوم المواد الهندسية. وهو يعني حركة وارتشاح الموائع خلال المواد المسامية. تتضمن بعض الأمثلة حركة المذيبات عبر ورقة ترضيح (الاستشراب) وحركة المواد النفطية خلال الصخور. كمثال عن التشابه الكهربي يمكننا أن نذكر جريان الكهرباء خلال شبكات المقاومة العشوائية.
وقود نووي
يستخدم اليورانيوم المخصب في صورة أكسيد اليورانيوم ويكون في شكل أقراص بطول 2.5 سم وقطر نحو 0.9 سم وتعبأ في الأنابيب من سبيكة الزركونيوم ، طول الأنبوب 4 متر وتغلق من طرفيها محكمان بحيث لا تخرج منها شوائب مشعة أثناء عمل المفاعل. يحتوي أكسيد اليورانيوم المخصب في العادة على نسبة من النظير الانشطاري اليورانيوم-235 تصل إلى 3 %. ونظرا لأن خام اليورانيوم الطبيعي يحتوي على 0.7% من اليورانيوم-235 الانشطاري فقط والباقي يورانيوم-238 لا ينشطر ، فلا بد من استخدام اليورانيوم المخصب بنسبة بين 5-2 % و 0-4 % باليورانيوم-235 في المفاعلات التي تعمل بالماء العادي حيث يمتص الماء نيوترونات فيمنع من استمرار التفاعل النووي في المفاعل. أي أن نسبة اليورانيوم-235 المقدرة ب 3 % تعوض عدد النيوترونات الممتصة في الماء والضائعة بحيث يستمر التفاعل التسلسلي.
طاقة نووية
اليورانيوم هو المادة الخام الأساسية للمشروعات النووية المدنية والعسكرية. ويستخلص من طبقات قريبة من سطح الأرض أو عن طريق التعدين من باطن الأرض. ورغم أن مادة اليورانيوم توجد بشكل طبيعي في أنحاء العالم، لكن القليل منه فقط يوجد بشكل مركز كخام. وحينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي يسمى بالانشطار النووي.، ويحدث ببطء في المنشآت النووية، وبسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي. وينجم عن ذلك انطلاق للطاقة وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا. ويكون الانشطار النووي في أفضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من اليورانيوم-235 (أو البلوتونيوم 239)، والمقصود بالنظائر هي الذرات ذات نفس الرقم الذري ولكن بعدد مختلف من النيوترونات. ويعرف اليورانيوم-235 بـالنظير الانشطاري لميله للانشطار محدثا تفاعلا تسلسليا، يطلق الطاقة في صورة حرارية. وحينما تنشطر نواة ذرة من اليورانيوم-235 فإنها تطلق نيوترونين أو ثلاث نيوترونات. وحينما تتواجد إلى جانبها ذرات أخرى من اليورانيوم-235 تصتدم بها تلك النيوترونات مما يؤدي لانشطار الذرات الأخرى، وبالتالي تنطلق نيوترونات أخرى. ولا يحدث التفاعل النووي إلا إذا توافر ما يكفي من ذرات اليورانيوم-235 بما يسمح بأن تستمر هذه العملية كتفاعل متسلسل يتواصل من تلقاء نفسه. أو ما يعرف بـالكتلة الحرجة. غير أن كل ألف ذرة من اليورانيوم الطبيعي تضم سبع ذرات فقط من اليورانيوم-235 القادرة على الانقسام. بينما تكون الذرات الأخرى الـ993 من اليورانيوم الأكثر كثافة ورقمه الذري يورانيوم-238 فلا تتميز بخاصية الإنقسام عند امتصاصها للنيوترون. ومفاعلات الماء الخفيف Light Water Reactors هي نوع من المفاعلات الانشطارية النووية The Nuclear Fission Reactors التي تستعمل في الولايات المتحدة الأمريكية وإنجلترا واليابان وفرنسا وألمانيا والصين وكندا وبلجيكا لتوليد القوي الكهربائية وتستخدم الماء العادي كوسيط في اتسخين الماء وتحويله إلى بخار عالي الضغط لتشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء من المولدات. وهذا يتطلب تخصيب وقود اليورانيوم الخام Uranium Fuel Enrichment.
تفاعل الأكروسوم
أثناء التخصيب، يجب للحيوانات المنوية أولا الدمج مع غشاء البلازما ثم اختراق بويضة الأنثى من أجل التخصيب. الادماج إلى البيض عادة ما يسبب مشكلة صغيرة، في حين الاختراق من خلال قذيفة البويضة الصلبة أو المصفوفة خارج الخلية يمكن أن تشكل أكثر من مشكلة للحيوانات المنوية. لذلك، تذهب خلايا الحيوانات المنوية من خلال عملية تعرف باسم تفاعل الأكروسوم الذي يحدث في أكروسوم من الحيوانات المنوية لأنها تقترب من البويضة. الأكروسوم هو هيكل يشبه قبعة على النصف الأمامي من رأس الحيوانات المنوية.
العقوبات الأمريكية ضد إيران
وبعد أن انتخب الرئيس أحمدي نجاد الرئيس في عام 2005 أعلنت إيران أن فترة التعليق الطوعي للتخصيب قد انتهت (في هذه الفترة کانت قد انتهت في فترة حكومة الرئيس السابق محمد خاتمي) رفع تعليق تخصيب اليورانيوم الذي تم الاتفاق عليه مع الاتحاد الأوروبي 3 ومع إزالة الختم عن التخصيب، الأنشطة في منشآت تحويل اليورانيوم في أصفهان (UCF) بدأت تستمر تحت إشراف الوكالة الدولية للطاقة الذرية وفي يناير كانون الثاني 2006 وعند وجود مفتشي الوكالة الدولية للطاقة الذرية أزالت إيران الختم عن أنشطة مركز الأبحاث النووية في نطنز. ولكن في شهر مارس من تلك السنة أعطی مجلس الأمن الدولي لإيران فرصة لمدة شهر واحد لوقف أنشطتها النووية. أما في المقابل اعتبرت سلطات طهران هذه الإدعاءات غير موثقة مؤكدا علی الفقرة 4 من معاهدة الحد من انتشار الأسلحة النووية ودعا إلى المعاملة غير التمييزية تجاه أنشطتها النووية. لأن إيران کانت تعتبر الأنشطة النووية السلمية من حقها الطبيعي ولم تقبل التمييز في حق البلد. لكن أخيرا بدأت الحكومة الأمريكية بدفع عقوبات الأمم المتحدة ضد إيران بشأن برنامجها النووي بذريعة عدم امتثال إيران لاتفاق ضماناتها لمجلس الأمن الدولي.
تكاثر الخلايا
تعتبر عملية التكاثر الخلوي عملية تكاثر لاجنسي، حيث أنه بالنسبة لنسبة كبيرة من الخلايا يكون معدل النمو ثابتا ومستمرا يتوقف فقط لبرهة عند الانقسام الفتيلي وذلك عندما تنقسم النواة والخلية إلى اثنتين. 
تدعى عملية الانقسام الخلوي باسم دورة الخلية وهي تتكون من أربع مراحل تسمى أطوار. يدعى الطور الأول طور G، ويتميز بتركيب العديد من الأنزيمات اللازمة لعملية نسخ DNA. الطور الثاني يدعى طور S حيث يحدث تنسخ الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين لتوليد مجموعتين متماثلتين من الصبغيات. الطور الثالث يدعى طور G حيث يحدث في هذا الطور تركيب للبروتينات اللازمة لعملية الانقسام، والطور الرابع يدعى طور M ويحدث فيه الانقسام النووي (الانقسام الفتيلي) والانقسام السيتوبلازمي بالإضافة إلى تكون غشاء خلوي جديد.
منشآت نووية في إيران
يتم تنقية اليورانيوم من الشوائب هناك من أجل تحويله كيميائياً إلى غاز هكسا فلورايد اليورانيوم ومن ثم يتم تبريده وتنظيفه إلى أن يصير صلباً . أكثر التقارير الاخبارية دقة فيما يتعلق بالموضوع النووي الإيراني هي ما قدمه بشار النعيمي عبر قناة روسيا اليوم وهو من أكثر الصحافيين في إيران فهما ودراية بالشأن الإيراني.
نظائر اليورانيوم
اليورانيوم (U) هو عنصر مشع طبيعي ليس له نظير مستقر، ولكن لديه نويدتين ابتدائيتين وهما اليورانيوم-238 واليورانيوم-235 لهما عمر النصف طويل وهها موجودتين بكميات كبيرة في قشرة الأرض، جنبا إلى جنب مع اليورانيوم-234. الوزن الذري القياسي لليورانيوم الطبيعي هو . وقد تم إنتاج نظائر أخرى مثل اليورانيوم-232 في مفاعل استنسال سريع.
برنامج إيران النووي
في 11 أبريل 2006، أعلن الرئيس الإيراني محمود أحمدي نجاد أن إيران نجحت في تخصيب اليورانيوم. قام الرئيس أحمدي نجاد الإعلان في خطاب تلفزيوني من مدينة مشهد بشمال شرق البلاد، حيث قال "إنني أعلن رسمياً في حديثي هذا أن إيران قد انضمت إلى النادي النووي والبلدان التي تمتلك التكنولوجيا النووية." وقد نجحت في تخصيب اليورانيوم بنسبة 3.5٪ باستخدام أكثر من 100 جهاز طرد مركزي.
إعادة معالجة اليورانيوم
من الممكن إعادة تخصيب اليورانيوم وإعادة استخدامه حيث يكون مطلوب مستوى أعلى من تخصيب اليورانيوم للتعويض عن يورانيوم 236 الذي هو أكبر من يورانيوم 238 وبالتالي التركيز على المنتج المخصب أيضا إذا دخلت المفاعلات السريعة حيز الاستخدام التجاري فإن اليورانيوم المعالج مثل اليورانيوم المستنفد سيكون قابلا للاستخدام.
يورانيوم مخصب
إن نسبة اليورانيوم-235 تبلغ حوالي 0.7%، عملية التخصيب الخفيفة تتضمن رفع هذه النسبة بحيث يكون لدينا نسبة يورانيوم-235 قدرها 0.9 % إلى 2% أو أكثر من ذلك ، يتميز اليورانيوم-235 بأنه قابل للانشطار مع انتاج طاقة كبيرة، إن نسبة يورانيوم 235 حوالي 5% تسمح بتشغيل المفاعلات النووية المستخدمة لإنتاج الطاقة الكهربائية.
طاردة مركزية غازية
من أشهر استخدامات الطاردة المركزية الغازية هو في تطبيقها قي فصل نظير اليورانيوم يورانيوم-235 عن يورانيوم-238 في عملية تخصيب اليورانيوم حيث يتواجد النظيران في اليورانيوم الطبيعي؛ إذ حالياً تستخدم بدل طريقة الانتشار الغازي لتحقيق هذا الغرض.
يورانيوم مخصب
يوجد عنصر يصنع صناعياً ولاوجود له في الطبيعة قابل للإنشطار مثل اليورانيوم-235 ، وهذا العنصر هو البلوتونيوم-239؛ ويمكن تصنيعه في مفاعل صغير يعمل باليورانيوم المخصب بنسبة 20% ، وكما تفيد وسائل الإعلام تتبع كوريا الشمالية هذه الطريقة للحصول على البلوتونيوم-239 لبناء أسلحتها النووية. في هذا المفاعل يتكون المفاعل من قضبان متراصة من سبيكة يورانيوم بنسبة 80% من اليورانيوم-238 و 20% من اليورانيوم-235 . ويستخدم ماء ثقيل لتهدئة النيوترونات والتبريد (يتميز الماء الثقيل بقلة امتصاصه للنيوترونات ) لتحفيز امتصاص اليورانيوم-238 للنيوترونات فيتحول إلى البلوتونيوم-239. عندما يعمل المفاعل تنتج من انشطار اليورانيوم-235 أعداداً هائلة من النيوترونات، فتمتص أنوية ذرات اليورانيوم-238 نيوترونات ً وتتحول إلى يورانيوم-239 وهذا يتحلل بسرعة إلى بلوتونيوم-239 عن طريق تحلل بيتا.
مفاعل نووي
عملية تخصيب اليورانيوم عبارة عن عزل نظير معين من مخلوط نظائر، وهذ النظير المعين هو اليورانيوم-235 الذي يصلح لإنتاج الطاقة الكهربائية في مفاعل نووي. اليورانيوم الطبيعي يحتوي على 7و0% من اليورانيوم-235 أما باقي اليورانيوم فهو اليورانيوم -238. والمطلوب من عملية التخصيب هو رفع نسبة اليورانيوم-235 في اليورانيوم الطبيعي إلى 5و3% حتى يمكن استخدامه في مفاعل نووي يعمل بالماء الخفيف. اليورانيوم المخصب إذا يمكن أن يكون ذو نسبة 5و3% من اليورانيوم-235 أو أعلى من ذلك (إنتاج أسلحة نووية يحتاج إلى تخصيب أعلى من 90%)، ويسمى الجزء من اليورانيوم المنزع منه اليورانيوم-235 "اليورانيوم المنضب". وتتم عملية التخصيب على مراحل حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات أكبر من النظير المرغوب فيه (اليورانيوم-235) حيث يزداد اليورانيوم تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة (5و3% لإنتاج الطاقة الكهربائية في مفاعلات نووية ؛ أو 90% لإنتاج أسلحة نووية).
وقود نووي
هو مخلوط من البلوتونيوم-239 واليورانيوم الطبيعي أو اليورانيوم المتبقي من عملية تخصيب اليورانيوم (يورانيوم منضب) وتكون ماصفات المخلوط معادلة لمواصفات الوقود المخصب باليورانيوم-235. وقد جرب استخدامه في عدة مفاعلات من مفاعل الماء المضغوط ومفاعل الماء المغلي، ونجح استخدامها ويستخدم بعضا منها إلى جانب الوقود النووي المعتاد في تموين المفاعلات النووية بالوقود.
تكافؤ كتلة-طاقة
وتستغل الطاقة النووية في عصرنا الحاضر في إنتاج الطاقة الكهربائية في المفاعلات النووية والتي تعمل اليورانيوم كوقود ذري. ويعتبر اليورانيوم-235 هو الوقود الذري، إلا أن وجوده في خام اليورانيوم قليل (يوجد في الخام بنسبة 7و0 %). ولكي يصلح لتشغيل المفاعلات النووية لا بد من تخصيبه إلى درجة 5و3 %.وخلال التفاعل النووي في المفاعل تنقسم نواة اليورانيوم-235 وتنطلق قوى الربط على هيئة حرارة نستغلها في تسخين الماء وتكوين بخار ماء ذو ضغط عال (نحو 400 ضغط جوي) ويدير هذا البخار توربين الذي يدير بدوره المولد الكهربائي، وبذلك نحصل على الطاقة الكهربائية من الطاقة النووية.
المفاعل النووي التجريبي الثاني
يتكون الوقود من قضبان اليورانيوم بقطر 5 مم وقطر 33 سم (13 بوصة). بعد التخصيب بنسبة 67٪ من اليورانيوم 235 عندما يكون خام انخفض التركيز إلى حوالي 65٪ عند إزالته وتحتوي القضبان أيضا على 10 ٪ من الزركونيوم حيث يتم وضع كل عنصر وقود داخل أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ مع كمية صغيرة من معدن الصوديوم. الغرض من الصوديوم هو أن يعمل كعامل نقل الحرارة ومع تزايد عدد اليورانيوم الذي يتعرض للانشطار فإنه يحدث تشققات ويدخل الصوديوم الفراغات فهو عبارة عن مستخلص للإنشطارات.
يورانيوم منضب
ويجدر بنا أن نذكر أن اليورانيوم المنضب يستخرج أيضا من الوقود المستنفذ، والذي يتم استخدامه المفاعلات النووية، وذلك عند فصل البلوتنيوم.
تخصيب
التخصيب لدى الثدييات هو سلسلة من العمليات البيولوجية والفيزيائية المترابطة أكثر منه ظاهرة واحدة معزولة. وانقطاع أحد مكونات هذه السلسلة سيؤدي بالتأكيد إلى فشل الإخصاب. تبدأ السلسلة بمجموعة من التغيرات التي تؤثر على الحيوانات المنوية، والتي تعدها للمهمتها.
يورانيوم
اليورانيوم في الطبيعة يتواجد في صورة يورانيوم-238 (% 99.2739–99.2752)، ويورانيوم-235 (% 0.7198–0.7202)، وكمية صغيرة جدًا من اليورانيوم-234 (% 0.0050–0.0059). يضمحل اليورانيوم ببطء عن طريق إصدار جسيمات ألفا، ويبلغ عمر النصف لليورانيوم-238 حوالي 4.47 مليار سنة، ويبلغ لليورانيوم-235 حوالي 704 مليون سنة، مما يجعله مفيدًا في تأريخ عمر الأرض.
يورانيوم مخصب
1-التخصيب هو عملية فصل اليورانيوم-238 واليورانيوم-235، ويتم بواسطة الطرد المركزي لغاز اليورانيوم. حيث يتم تغذية الاسطوانة الدوارة (الطرد المركزي) -التي تدور بسرعة كبيرة على قاعدة يديرها محرك - بغاز (سداسي فلوريد اليورانيوم ) . يذهب سداسي فلوريد اليورانيوم (الكعكة الصفراء yellow Cake) في حالته الغازية إلى جهاز الطرد المركزي ويعرض لسرعة دوران من 50 - 70 ألف دورة في الدقيقة.
يورانيوم مخصب
خلال فترة عام يمكن لعدد 1500 من أجهزة الطرد المركزي أن تنتج كمية كافية من اليورانيوم-235 عالي التخصيب لإنتاج قنبلة نووية واحدة، في حالة الأسلحة النووية تكون نسبة اليورانيوم-235 فوق 90% مقارنة بنسبة اليورانيوم-238 التي تبلغ عندئذ 10% . وبذلك تكون كمية أنوية ذرات اليورانيوم-235 القابل ً للإنشطار قد تكونت بعدد كافي لإنتاج الإنفجار النووي ؛ تلك الكمية يجب أن تزيد قليلا عما يسمى كتلة حرجة (نحو 50 كيلوغرام من اليورانيوم -235) .
مفاعل بتبريد غازي تقدمي
وبينما كان مفاعل ماجنوكس يعمل ب اليورانيوم الطبيعي (غير مخصب)، فإن مفاعلات الجيل الثاني تعمل باليورانوم المخصب، وذلك بسبب أن تغلفة قضبان الوقود فيه مصنوعة من الفولاذ الذي يمتص جزءا أكبر من النيوترونات عن تغلفة الجيل الأول التي كانت تستخدم تغلفة ماجنوكس المصنوعة من سبيكة المغنسيوم والألمونيوم ، ولكن هذا التطوير يتميز باستغلال أكبر للوقود النووي حيث تصل طاقة الاحتراق إلى 18.000 ميجاوات. طن.يوم. لكل طن من اليورانيوم، مما يسمح بإجراء إعادة تموين المفاعل بالوقود بعد فترات طويلة. وكان أول مفاعل يعمل من هذا الطراز التجريبي في عام 1962. 
ثم بدأ أول مفاعل اقتصادي في عام 1976. وهذا النوع الجديد منتشر في المملكة المتحدة لتوليد الطاقة الكهربائية.
دورة الوقود النووي
لإثراء اليورانيوم وذلك بتركيز النظير 235 من 3-5 % يتم تدوير غاز سادس اكسيد فلوريد اليورانيوم بأجهزة طرد مركزية اسطوانية الشكل ذات سرعات عالية جداً مما يؤدي الي انفصال النظيرين 235 و238، بحيث يتحرك النظير 238 الأثقل إلي الأسفل ويتكاثف النظير 235 قرب المركز ثم يتم ضخ النظير 235 في جهاز طرد آخر ويتم تكرار هذه العملية عبر العديد من أجهزة الطرد المركزي.
كوريا الشمالية
في 13 يونيو 2009، حسبما ذكرت وكالة انباء اسوشيتد برس انه ردا على فرض عقوبات دولية جديدة، كوريا الشمالية اعلنت انها ستتقدم مع برنامجها لتخصيب اليورانيوم. تميزت هذه المرة أنها هي المرة الأولى التي كانت فيها كوريا الديمقراطية تعترف علنا بأنها تدير برنامجا لتخصيب اليورانيوم. وفي أغسطس 2009، الرئيس الاميركي السابق بيل كلينتون التقى مع كيم جونغ إل لتأمين الإفراج عن الصحافيين الأميركيين الذين كان قد حُكِمو لدخولهم البلاد بطريقة غير مشروعة. وكان الرئيس الأميركي السابق باراك أوباما موقف تجاه كوريا الشمالية لمقاومة عقد صفقات مع كوريا الشمالية من اجل نزع فتيل التوتر، وهي السياسة المعروفة باسم "الصبر الاستراتيجي."
طاقة نووية
ويمكن تخصيب اليورانيوم بعدة طرق. ففي برنامج تصنيع الأسلحة النووية بأمريكا يتبع طريقة الانتشار الغازي باستغلال النفاذية المختلفة لكل من يورانيوم-235 ويورانيوم-238 في المواد. يتم ذلك بتحويل اليورانيوم الطبيعي (نسبة يورانيوم-235 فيه 7و0% فقط) إلي غاز هكسافلوريد اليورانيوم Uranium Hexafluoride ثم يضخ خلال حاجز مسامي يسمح لذرات يورانيوم-235 بالمرور خلاله بسرعة أكبر من سرعة نفاذية بقية ذرات اليورانيوم، وبتكرار هذه العملية في عدة دورات يرتفع تركيز اليورانيوم-235 إلى نحو 90% فيصلح لصنع الأسلحة النووية، وهذا ما اتبعته الولايات المتحدة الأمريكية خلال الحرب العالمية الثانية]] لصنع قنبل هيروشيما. إما الصين وفرنسا وبريطانيا والإتحاد السوفيتي فقد لجؤا إلي طريقة تخصيب اليورانيوم بطريقة الطرد المركزي لغاز هكسافلوريد اليورانيوم بسرعة عالية بدلا من طريقة الانتشار الغازي، وهذا ما تتبعته إيران حاليا لتخصيب اليورانيوم. وطبقا لهذه الطريقة يحول اليورانيوم الطبيعي إلى غاز هكسافلوريد اليورانيوم بالتسخين ثم يدخل في آلة طرد مركزي تدور بسرعة كبيرة. وبتاثير قوة الطرد المركزي تتجه ذرات اليورانيوم الأثقل يورانيوم-238 إلى حافة أسطوانة الطرد المركزي، بينما تبقى ذرات اليورانيوم-235 (الأخف) في وسط الأسطوانة، ويتركز اليورانيوم-235 في وسط الأسطوانة فيـُسحب ويُفصل. وتستخدم هذه الطريقة لتخصيب اليورانيوم أيضا في الهند وباكستان وإيران وكوريا الشمالية، وهي تختصر الطاقة المستخدمة للتخصيب عن طريقة النفاذية الغازية.
يورانيوم-236
من المفترض أن يتم تصنيع اليورانيوم المنضب المستخدم في مخترق الطاقة الحركية، وما إلى ذلك من مخلفات تخصيب اليورانيوم التي لم يتم تشعيعها أبدا في المفاعل النووي، وليس اليورانيوم المعاد معالجته. ومع ذلك، كانت هناك ادعاءات بأن بعض من اليورانيوم المنضب يحتوي على كميات صغيرة من اليورانيوم-236.
نسبة النظائر
على سبيل المثال، فإن اليورانيوم الطبيعي لديه نسبة نظائر مقدارها 99.3% لليورانيوم-238 U إلى 0.7% لليورانيوم-235 U. من أجل استخدام اليورانيوم كوقود نووي يجب رفع نسبة النظير يورانيوم-235 إلى حوالي 3-5%، ويتم ذلك بعملية تخصيب اليورانيوم.
دورة الوقود النووي
في قلب وحدة إنتاج الوقود النووي يتم تحويل اليورانيوم الذي تم اثرائه الي مسحوق ناعم عبارة عن اكسيد اليورانيوم، ثم يُضغط علي شكل اسطوانات صغيرة ويتم تحميصه في درجات حرارة عالية جداً ثم تدمج سويا في شكل قضبان طول كلا منها 4 أمتار، ومن ثم فأخيرا يتم تحزيم عدة قضبان مع بعضها البعض وبذلك نكون قد حصلنا علي الوقود النووي اللازم للمفاعلات.
تغذية المحيط
فكرة تخصيب المحيط بالحديد، اليوريا, أو الفسفور هي فكرة ينظر إليها كمعضلة من القانون الدولي. من وجهة نظر واحدة، اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية في تغير المناخ (UNFCCC 1992) قد قبلت في عمل أعمال التخفيف إذا الكمية تجاوزت الكمية الطبيعية حيث يمكن أن تتكيف مع تغير المناخ. في يد أخرى القانون الدولي يحمي ويحفظ البيئة البحرية من عدم اليقين العلمي. بعض الشركات التجارية مثل كلايموس (بالإنجليزية:Climos)و قرين سي فينتشرز (بالإنجليزية:GreenSea Ventures), وتقوم الشركة الأسترالية شركة التغذية المحيطية في الانخراط في عمليات التخصيب باليوريا والحديد. دعت هذه الشركات راعيي شركة قرين سي فينتشرز ليمولوا نشاطاتهم في مقابل توفير الكربون وتعويض المستثمرين من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
إعادة معالجة اليورانيوم
ويجدر بنا أن نذكر أن اليورانيوم المنضب يستخرج أيضا من الوقود المستنفذ، والذي يتم استخدامه للمفاعلات النووية بعد فصل البلوتنيوم.
اضمحلال نشاط إشعاعي
عمر النصف هو الزمن الذي يحتاجه العنصر المشع لكي ينحل نصف عدد ذراته. حيث تنخفض فيه الكمية المشعة إلى النصف. فمعنى أن عمر النصف لليورانيوم 238 (4.49x10 yr) أي أنه لكي ينحل نصف عدد ذرات اليورانيوم يلزم 4.49x10 سنة.
اختزال (كيمياء)
بمعنى آخر، هو عملية اكتساب للإلكترونات من قبل الذرات أو الجزيئات أو الأيونات، ينتج عنها نقصان في الشحنة الموجبة أو زيادة في الشحنة السالبة. فالاختزال هو النقصان في عدد الأكسدة. هذا المصطلح يشير إلى العناصر التي تقبل الإلكترونات، لأن حالة الأكسدة تنخفض في العناصر التي تكسب الإلكترونات. 
على سبيل المثال، عندما يتفاعل الحديد مع الأكسجين ينتج عن هذا التفاعل صدأ. في هذا المثال الحديد تأكسد (لأنه فقد بعض الإلكترونات) والأكسجين اختُزِل (لأنه كسِب بعض الإلكترونات).
انتشار غازي
هناك نظيرين مشعّين لليورانيوم، U و U وهما متشابهان في كثير من الأمور باستثناء أن يورانيوم-235 عبارة عن مادة انشطارية، وهي المادة الوححيدة المتوفرة في الطبيعة ولها هذه الخواص. لكن اليورانيوم في الطبيعة يحوي فقط 0.72% وزناً من U، ويجب أن تصل نسبته إلى 2–5% ليصبح من الممكن استخدامه في التفاعل النووي المستمر اللازم للقنبلة النووية.
ريتشارد فاينمان
عندما أنجز فاينمان عمله، تم إرساله إلى منشأة «كلينتون للأشغال الهندسية»، الواقعة في بلدة أوك ريدج بتنيسي، حيث كانت وحدات تخصيب اليورانيوم الخاصة بمشروع مانهاتن. وقام هناك بمساعدة المهندسين في وضع أسس السلامة لتخزين المواد، وذلك لتفادي وقوع أي حادثة حرجة، خصوصا عندما يتلامس اليورانيوم المخصب والماء، والتي عملت بدورها كمهدئ نيوترونات. أصر فاينمان على تقديم محاضرة عن الفيزياء النووية ليوضح لهم مخاطرها. وأوضح أنه رغم إمكانية تخزين أي كمية من اليورانيوم غير المخصب بأمان، فإن من الواجب توخي الحذر في حالة اليورانيوم المخصب. كما طور سلسلة من احتياطات السلامة لمستويات التخصيب المتعدة. وأخبره مديرو لوس ألاموس بأن يعلمهم إذا عرقله الناس في أوك ريدج في أي من اقتراحات السلامة التي يقترحها، وإلا فلن يتمكن من تحمل مسؤولية سلامتهم.
طرد مركزي
و يعتمد تخصيب اليورانيوم بطريقة الطرد المركزي على الفرق في الكتلة بين جزيئات النظيرين ( اليورانيوم-235 و اليورانيوم-238 (يورانيوم-238 أكثر ثقلا من اليورانيوم-235) . ويكون اليورانيوم فيه غاز سادس فلوريد اليورانيوم الذي تلزمه حرارة بقائه في الحالة الغازية ، ويدخل في سلسلة من أسطوانات الطرد المركزي التي تدور بسرعات عالية جدا ( 70.000 دورة/الدقيقة أو أكثر) حول محورها. فماذا يحدث داخل أسطوانة الطرد المركزي؟
نظائر اليورانيوم
يتكون اليورانيوم الطبيعي من ثلاثة نظائر رئيسية، يورانيوم-238 (99.2739–99.2752%) وفرة طبيعية، يورانيوم-235 (0.7198–0.7202%)، ويورانيوم-234 (0.0050–0.0059%). كل النظائر الثلاثة هي نشاط إشعاعي، مما ينشئ النظائر المشعة، حيث يكون اليورانيوم-238 هو المستقر والأكثر وفرة والذي له عمر النصف 4.4683 سنة (المقترب من عمر الأرض). اليورانيوم-238 هو باعث α، ويتحلل من خلال سلسلة اليورانيوم المكونة من 18 عضوا من الرصاص-206. سلسلة اضمحلال اليورانيوم-235 (التي تسمى تاريخيا اليورانيوم أكتينو) لديها 15 عضوا ينتهي بالرصاص-207. معدلات ثابتة من الاضمحلال في هذه السلسلة تجعل المقارنة بين نسب النظائر الأم والنظائر المتولدة مفيدة في عناصر التعارف الإشعاعي. اليورانيوم-233 مصنوع من الثوريوم-232 بالقصف النيوتروني. إن نظير اليورانيوم 235 مهم لكل من المفاعل النووي و السلاح النووي لأنه النظير الوحيد الموجود في الطبيعة بحد ملموس وهو الانشطار، أي يمكن فصلها عن طريق النيوترونات الحرارية. كما أن نظير اليورانيوم-238 مهم أيضا لأنه يمتص النيوترونات لإنتاج نظائر مشعة تتلاشى بعد ذلك إلى نظائر البلوتونيوم-239، وهو أيضا مادة انشطارية.
منشآت نووية في إيران
مفاعل تخصيب لليورانيوم وسط إيران قيد البناء.
طرد مركزي
يتكون اليورانيوم الطبيعي بصفة أساسية من اليورانيوم-238 بنسبة 3و99% واليورانيوم-235 بنسبة 7و0% . وفي عملية تخصيب اليورانيوم نحتاج إلى رفع نسبة اليورانيوم- 235 إلى نحو 5و3% ولهذا نسمي العملية "تخصيب" . اليورانيوم-235 هو الذي يصلح لتشغيل مفاعل نووي حيث أنه يمتص النيوترونات بدرجة عالية تفوق امتصاص اليورانيوم-238 للنيوترونات. (في المفاعل النووي يصيب نيوترونا نواة يورانيوم -235 فتنقسم إلى جزئين وتنطلق منها طاقة (حرارة) و 2 أو 3 من النيوترونات تعمل على انشطار أنوية يورانيوم -235 أخرى ، يصدر من كل منها 2 - 3 نيوترونات جديدة تعمل على شطر أنوية يورانيوم-235 أخرى . يضبط المفاعل النووي بحيث تصل تلك العملية إلى حد "توازن "، بحيث يسير التفاعل في وجود عدد ثابت من النيوترونات - لا تزيد ولا تقل - من غير أن تتزايد النيوترونات إلى حد الانفجار).
إعادة معالجة اليورانيوم
هذا اليورانيوم يشكل في الواقع الجزء الأكبر من المواد المفصولة أثناء إعادة المعالجة حيث يحتوي الوقود النووي التجاري في المتوسط على 4% فقط من البلوتونيوم والأكتينيدات الثانوية والمنتجات الانشطارية من حيث الوزن وقد نتج عن إعادة استخدام اليورانيوم الذي أعيد معالجته على نظائر غير مرغوب فيها من اليورانيوم.
مفاعل نووي
على سبيل المثال اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم-235 فيه وازالة النظائر الأخرى مثل اليورانيوم-238. وعملية التخصيب هذه صعبة ومكلفة وتكمن الصعوبة في أن النظائر الذي يراد ازالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الكتلة الذرية والخواص الكينميائية للنظائر الذي يرغب بالإبقاء عليها وتخصيبها. وتتم عملية التخصيب باستخدام بطرق متعددة، كلها تعتمد على الحرارة العالية. الطريقة الأمريكية المتبعة في مشروع مانهاتن لغنتاج القنابل الذرية كانت بطريقة النغاذية ؛ حيث تختلف نفاذية اليورانيوم -235 عن نفاذية اليورانيوم-238 في السيراميك مثلا. الطريقة الثانية التي يكثر استخدامها هي طريقة الطرد المركزي. وهناك طرق أخرى أكثر تعقيدا كاستعمال الليزر أو الأشعة الكهرومغناطيسية ولكنها ليست للأغراض الصناعية. معامل الفصل بين النظيرين عبر مرحلة واحدة هو 1.3 للطريقة الطرد المركزي بالمقارنة بمعامل 1.005 للإنتشار الحراري عبر حاجز، وهي نسبة تعادل 1:50 من وجهة الطاقة المستخدمة. طريقة الطرد المركزي تتبع في تخصيب 54% من اليورانيوم المخصب في العالم.
مفاعل تريغا
تم تصميمه ليكون ""آمنا حتى في أيدي الشباب من طلاب الدراسات العليا "". ويستخدم مفاعل تريغا يورانيوم هيدريد الزركونيوم (UZrH)
كوقود، الذي له معامل تفاعل حراري سلبي كبير، وهذا يعني أنه مع زيادة درجة حرارة قلب المفاعل، يتناقص التفاعل بسرعة. وبالتالي فمن المستبعد جدا، وإن لم يكن من المستحيل أن ينصهر قلب المفاعل النووي. وقد صمم تريغا ليعمل باليورانيوم عالي التخصيب، ولكن في عام 1978 أطلقت وزارة الطاقة الأميركية برنامج التخصيب المنخفض لغرض مفاعلات البحوث، الذي روج لتحويل وقود المفاعل إلى اليورانيوم المنخفض التخصيب.
وادي مونيومنت
بين عامي 1945 و 1967، تم استخراج الامتداد الجنوبي من مونومنت فالي التذكاري لليورانيوم، والذي يحدث في مناطق متفرقة من تكتل يرتبط الفاناديوم والنحاس باليورانيوم في بعض الرواسب.
ثوريوم
الثوريوم مثل اليورانيوم و البلوتونيوم، يمكن أن يستخدم كوقود في المفاعلات النووية. برغم أنه لا ينشطر بمفرده، Th يقوم بامتصاص النيترونات البطيئة لإنتاج اليورانيوم-233 (U)، والذي يحدث له انشطار. ومثله مثل U فإنه يوانيوم خصب.
وبالترتيب طبق للأهمية فإن أفضل من النظيرين الأخرىن المستخدمان كوقود، U والبلوتينيوم-239 (Pu)، نظرا لإنتاجه العالي من النيترونات لكل نيترون ممتص. ويعطى بداية ببعض المواد المنشطرة (U أو Pu) تنتج دورة مستمرة مشابهة، ولكن بكفاءة أعلى من الممكنة بواسطة U إلى Pu (في مفاعلات النيترون البطيء). يقوم Th بامتصاص النيترون ليصبح Th الذي ينحل تلقائيا إلى بروأكتينيوم-233 (Pa) ثم U، ويمكن عندها الحصول على الوقود المشع من المفاعل، ويفصل U من الثوريوم (عملية مشابهة حيث أنها تتضمن فصل كيميائي بدلا من الفصل بواسطة النظائر)، ويتم تغذيته لمفاعل آخر كنوع من أنواع الدورة المغلقة في دورات الوقود النووي.
تخصيب
التخصيب هي مجموعة من العمليات المتلاحقة التي تؤدي بالنهاية إلى تلاحم العروسين لتشكيل العضوية الحية. عند الحيوانات تكون هذه العملية بتلاحم النطفة مع البويضة والتي تؤدي في النتيجة إلى تشكل الجنين، و اعتماداً على نوع الحيوان قد تحصل هذه العملية داخل جسم الأنثى فتسمى عملية تخصيب داخلي، وقد تحصل خارج الجسم الحي فتسمى عملية تخصيب خارجي.
مفاعل استنسال سريع
تكتسب أنوية اليورانيوم الطبيعي وأغلبها يورانيوم-238 نيوترونا من المفاعل وتتحول إلى يورانيوم-239 وهذا يتحول على الفور بعد تحلله مرتين عن طريق تحلل بيتا إلى بلوتونيوم-239، وهو مادة نووية انشطارية يمكن بعد استخلاصها بالطرق الكيميائية تعبئتها في وحدات وقود تُستخدم في مفاعل الماء المغلي أو مفاعل الماء المضغوط.
يتكون اليورانيوم الطبيعي من 99,3 % من النظير U ونحو 0,7 % من اليورانيوم-235 
الانشطاري U. ولاستخدامه في الفاعلات النووية المعتادة مثل مفاعل الماء المغلي لا بد من رفع نسبة اليورانيوم الانشطاري يورانيوم-235 إلى نسبة بين 3% و4% التي تصنع منها وحدات الوقود. وتسمى تلك العملية عملية تخصيب اليورانيوم.
انتشار غازي
الانتشار الغازي عبارة عن تقنية تستخدم لإنتاج اليورانيوم المخصّب عن طريق إجبار سداسي فلوريد اليورانيوم UF على العبور خلال غشاء نصف نفوذ. هذه العملية تؤدي إلى إجراء عملية فصل بين الجزيئات الحاوية على اليورانيوم-235 U و اليورانيوم-238 U. كانت هذه العملية أول طريقة للحصول على اليورانيوم المخصب على مستوى صناعي.
قنابل المواد المخصبة
وتبلغ نسبة اليورانيوم-235 الذي يراد تخصيبه من اجمالي ذرة اليورانيوم الطبيعي نسبة 0.7% فقط ولكن هذا الجزء هو المرغوب فيه لكونه اخف من ناحية الكتلة من الأجزاء الأخرى من اليورانيوم الطبيعي. الجزء المتبقي من اليورانيوم الطبيعي بعد استخلاص جزء اليورانيوم-235 يسمى اليورانيوم-238. تم تخصيب اليورانيوم لأول مرة في الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية حيث تم بناء 3 من المفاعلات النووية في ولايات تينيسي وأوهايو وكنتاكي وكانت الطريقة المستعملة عبارة عن ضخ كميات كبيرة من اليورانيوم على شكل غاز يورانيوم هيكسافلوريد uranium hexafluoride إلى حواجز ضخمة تحوي على ملايين الثقوب الصغيرة جدا وبهذه الطريقة يتم انتشار اليورانيوم-235 (وهو الجزء المطلوب) بسرعة أكبر نسبة إلى اليورانيوم-238 (وهو الجزء الغير مرغوب فيه لكونه أثقل) وتم استغلال الفرق في سرعة الأنتشار وجمع كميات هائلة من اليورانيوم-235 وتمتلك الولايات المتحدة يورانيوم مخصب من النوع العالي الخصوبة بنسبة 90%.
يورانيوم-236
اليورانيوم-236 هو نظير اليورانيوم ليس من انصهارا بالنيوترونات الحرارية، ولا مادة مخصبة جيدة جدا، ولكنه يعتبر عموما نفايات مشعة مزعجة وطويلة العمر. وهو موجود في الوقود النووي المستهلك وفي اليورانيوم المعاد تصنيعه من الوقود النووي المستهلك.
تغذّي النظائر الانشطارية من اليورانيوم-235 معظم المفاعلات النووية. يمتص اليورانيوم-235 نيوترون حراري، فتحدث واحدة من هاتين الطريقتين. في حوالي 82٪ من الوقت، سيحدث انشطار نووي. ولكن في حوالي 18٪ من الوقت، فلن يحدث انشطار نووي، بدلا من ذلك يمكن أن تنبعث أشعة غاما، ويبدأ إنتاج U-236. وهكذا، فإن العائد من U-236 هو 100 من U-235 بالإضافة إلى نيوترون. ردود الفعل حوالي 18٪، والغلة من منتجات الانشطار في 100 اضمحلال هي حوالي 82٪. وبالمقارنة، فإن غلة المنتجات الانشطارية الفردية الأكثر وفرة هي Cs-137، وSr-90، وTc-99. وتكون تتراوح بين 6٪ و7٪ لكل 100 انشطار، والحصيلة المجمعة لمتوسط العمر (10 سنوات وما فوق) ومنتجات الانشطار طويلة العمر تبلغ حوالي 32 في المائة، أو أقل بنسبة قليلة في حين يتم تدمير بعضها عن طريق التقاط النيوترونات.
طرد مركزي
يتزايد تركيز اليورانويوم-238 عند جدار الأسطوانة وبالتالي يرتفع تركيز اليورانيوم-235 قرب محور الدوران . يشفط جزء غاز سادس فلوريد اليورانيوم UF6 القريب من المحور بما فيه من يورانيوم-235 علا تركيزه إلى 9و0% (بدلا من 7و0 %) مثلا ، وندخله في الأسطوانة التالية . وفيها ترتفع نسبة اليورانيوم-235 إلى 1% . وتتكرر عملية التخصيب مرات ومرات في أسطوانة تلو الأخرى حتى نحصل على التركيز المطلوب لتشغيل مفاعل نووي ، وهو التركيز 5و3%.
أيونات ثقيلة
وموضوع فيزياء الجسيمات والأيونات الثقيلة فرعان من فيزياء الطاقة العالية , في الفيزياء النووية يهتم بشعاع الأنوية المتأينة تماماالتي يمكن توجيهها إلى هدف ما. كما يمكن أن تنقسم حزم الإشعاع إلى قسمين في اتجاهين مختلفين ويتم إدراجها في المصادم في مكان خاص .
تستخدم النوى الأيونية الثقيلة في تجارب الفيزياء النووية وتتضمن الكربون , سيليكون , نحاس , تنجستن , ذهب ...اليورانيوم , وعلى الرغم من أن جميع التجارب تسعى إلى إيجاد عناصر مستقرة ماوراء اليورانيوم فإنه يمكن قذف أي أيون بناء على متطلبات التجربة الدقيقة واحتمال حدوث التفاعل المطلوب .
المعادن في الصناعة
حتى الحرب العالمية الثانية لم يكن يستخرج اليورانيوم إلا من قلة من رواسب الخام التي كانت معروفة حتى ذلك الوقت ، ولم يكن يتعدى الإنتاج العالمي السنوي 200 طن ، وكان هذا اليورانيوم يستخدم في إمداد العالم بفلز الراديوم الذي لم يكن يحتاج إلى إلى 100 جم منه (تكافئ 150 طن من أكسيد اليورانيوم تقريبا). وما إن تم اكتشاف خاصية الانشطار النووي عام 1939 (انفجار ذرات اليورانيوم) حتى كان ذلك إيذانا بإمكانية إطلاق "مارد" الطاقة الذرية من عقاله. وتستخدم الطاقة الذرية الآن في الأغراض الحربية المدمرة وفي الأغراض المدينة ولو أنه في كلتا الحالتين تبقى مشكلة التخلص من النفايات الذرية المشعة والملوثة لبيئة الإنسان.
يورانيوم
يعود استخدام اليورانيوم في شكل أكسيده الطبيعي إلى عام 1979 م على الأقل، عندما تم استخدامه لإضافة لون أصفر إلى الخزف. عُثر على زجاج أصفر مع 1٪ من أكسيد اليورانيوم في فيلا رومانية في كيب بوسيليبو في خليج نابولي في إيطاليا بواسطة ر. ت. غونتر من جامعة أكسفورد في عام 1912. وبدءًا من أواخر العصور الوسطى، استخرج اليورانيت من مناجم هابسبورغ الفضة في جواكيمهستال ببوهيميا والتي تُعرف الآن بياخيموف في جمهورية التشيك، وكان يستخدم كعامل تلوين في صناعة الزجاج المحلي. في أوائل القرن التاسع عشر، كانت هذه هي المصادر الوحيدة المعروفة عالميًا لخام اليورانيوم.
اليورانيوم في البيئة
الترياق لليورانيوم في البشر هو بيكربونات، حيث أن اليورانيوم (IV) يتحد مع مجموعة الكربونات.
اليورانيوم في مصر
يمكن تقسيم الخامات التي يمكن استخلاص اليورانيوم منها إلى قسمين رئيسيين. القسم الأول منها هو الخامات والمصادر التقليدية ويُقصد بها الخامات التي تعالج أساساً لاستخلاص عنصر اليورانيوم، وهذه الخامات تحتوي على واحد أو أكثر من معادن اليورانيوم الأولية كالبتشلند أو الثانوية كاليورانوفان ولاتقل نسبة اليورانيوم فيها عن 1000 جزء في المليون. أما القسم الثاني فهو الخامات أو المصادر غير التقليدية، ويُقصد بها الخامات التي تحتوي على نسبة ضعيفة من اليورانيوم والتي تُستخدم أساساً لإنتاج مواد أو عناصر أخرى غير اليورانيوم ولكن يمكن من خلال خطوات خاصة إنتاج اليورانيوم منها كمنتج ثانوي، وقد قامت الوكالة الدولية للطاقة الذرية ووكالة الطاقة النووية بتقسيم احتياطيات اليورانيوم إلى مراتب حسب درجة التأكد من تقدير كمياتها وهي:
انتشار
تستغل ظاهرة انتشار الغازات في عملية تخصيب اليورانيوم وهي عملية تركيز اليورانيوم-235 في اليورانيوم-238. فالنسبة الطبيعية لليورانيوم-235 في اليورانيوم هي 0.7% والباقي يورانيوم-238. واليورانيوم المستخدم لتشغيل المفاعل النووي يجب أن يحتوي عل نسبة 3.5% من اليورانيوم-235 لكي يستعمل الماء كمهدئ للنيوترونات. وتتم رفع نسبة اليورانيوم 235 في اليورانيوم من 0.7% إلى 3.5% عن طريق انتشار ذرات اليورانيوم -235 واليورانيوم-238 عبر حائل مستمي ينتقلان خلاله من غرفة 1 إلى غرفة 2. يكون اليورانيوم في هيئة سادس فلوريد اليورانيوم الذي يسهل تسخينه فيتحول إلى بخاره. في البدء يكون غاز سادس فلوريد اليورانيوم في الغرفة 1 ثم ينتشر النوعان : سادس فلوريد اليورانيوم-235 وسادس فلوريد اليورانيوم-238 خلال الحائل المسامي وينتقلان إلى الغرفة 2 (الفارغة). ونظرا لأن سرعة عبور جزيئات سادس فلوريد اليورانيوم-235 تكون أسرع من سرعة انتشار سادس فلوريد اليورانيوم-238 (الأول أخف من الثاني) فنجد أن نسبة سادس فلوريد اليورانيوم-235 تكون في المخلوط أعلى من نسبته في المخلوط في الغرفة 1.
تـُكرر العملية مرارا حتى نحصل على التركيز المرغوب وهو 3.5% لليورانيوم-235.
وطريقة الانتشار هي إحدى طرق تخصيب اليورانيوم، وتوجد طرق أخرى مثل طريقة المركزية الطاردة التي تستعملها إيران لتخصيب اليورانيوم.
يورانيوم
عادةً ما يتم التعامل مع معدن اليورانيوم باستخدام القفازات كإجراء احترازي كافٍ. يتم التعامل مع تركيز اليورانيوم واحتواءه لضمان عدم استنشاق الناس أو استيعابه.
برنامج إيران النووي
في تقدير لإيران وقدراتها في تحقيق "نقطة الخطورة والانطلاق النووي" ، تُعَرَّف بأنها عندما تستطيع إنتاج كمية كافية من اليورانيوم عالي التخصيب لوقود سلاح نووي - فإذا تواجد تصميم واحد يعمل، وتم اتخاذ قرار سياسي لتجميع ذلك - غير مؤكد. ويخلص تحليل مُفَصَّل من قِبَل علماء الفيزياء في اتحاد العلماء الأمريكيين أن مثل هذا التقدير يعتمد على العدد الإجمالي والكفاءة العامة لجهاز الطرد المركزي لإيران في العملية، وكمية اليورانيوم منخفض التخصيب الذي يُخزَن ليكون بمثابة "وسيط" لاحتمالات تخصيب عالية بالبرنامج
مفاعل نووي
وتقاس قدرة محطات تخصيب اليورانيوم في شروط نسبة فصل اليورانيوم -235 عن اليورانيوم-238. فبالنسبة لإنتاج الطاقة الكهربائية من مفاعل نووي يعمل بالماء الخفيف يكفي أن تكون نسبة اليورانيوم-235 نحو 5و3 %. كما تحتاج بعض مفاعلات البحوثيورانيوم مخصبا إلى درجة 20% بغرض الحصول على فيض كثيف من النيوترونات يستخدم في إجراء البحوث العلمية وفحص المواد. أما إنتاج أسلحة نووية فيحتاج إلى نسبة تخصيب أعلى من 90% من اليورانيوم-235.
فصل النظائر
فصل النظائر هي العملية التي يتم فيها زيادة تركيز نظير لعنصر كيميائي عن طريق ازالة باقي النظائر الأخرى , علي سبيل المثال : فصل اليورانيوم المخصب عن اليورانيوم المنضب (العادم) و هذه العملية تستخدم لصناعة الوقود للمحطات النووية و أيضا لصنع اليورانيوم المستخدم في الأ سلحة النووية
ثنائي أكسيد اليورانيوم
ثنائي أكسيد اليورانيوم (أو "أكسيد اليورانيوم الرباعي") هو مركب كيميائي من عنصري اليورانيوم والأكسجين، له الصيغة الكيميائية UO، ويكون على شكل مسحوق بلوري أسود اللون.
يورانيوم-236
النسبة تبقى أقل من 190 حتى عندما يتم تضمين منتجات الاضمحلال لكل منها. سلسلة اضمحلال U-238 إلى U-234 تؤدي في نهاية المطاف إلى الرصاص-206 الذي ينطوي على انبعاث ثمانية جسيمات من أشعة ألفا في وقت واحد (مئات أو الآلاف من السنين) الذي يعتبر قصيراً مقارنة مع عمر نصف اليورانيوم-238، حيث أن كل عينة من U-238 في توازن مع منتجاتها من الاضمحلال (كما هو الحال في اليورانيوم الخام الطبيعي) ستكون لها ثمانية أضعاف من نشاط ألفا لليورانيوم-238 وحده. حتى تنقية اليورانيوم الطبيعي حيث يتم إزالة منتجات ما بعد اليورانيوم، وسوف يحتوي على كمية التوازن مع U-234 وبالتالي يكون حوالي ضعف نشاط ألفا من U-238 النقي. سيزيد من التخصيب لزيادة محتوى U-235 من U-234 إلى درجة أكبر، وسيبقى نصف U-234 في الوقود المستهلك. من ناحية أخرى، U-236 يتحلل إلى ثوريوم-232 الذي لديه عمر النصف يبلغ إلى 14 مليار سنة، أي ما يعادل معدل اضمحلال فقط 31.4٪ وهي نسبة كبيرة كما هو الحال في U-238.
كالسيوم
عامل 4 . تلعب ايونات الكالسيوم Ca2+ أدواراً متعددة وخطرة داخل الخلية وخارجها ويُعد Ca2+ منظماً مهماً للعديد من الوظائف الخلوية من ضمنها عملية انقباض العضلات المتنوعة والمتعددة الاشكال وعملية افراز الهرمونات والعملية الايضية للكلايكوجين.يعد ايون الكالسيوم اساسي في عملية التخثر وضروري في عملية تكوين البروثرومبين المنشط اللازم لتحويل البروثرومبين إلى ثرومبين وتكوين خثرة فابرين غير ذائبة. إن عملية إزالة ايونات الكالسيوم بواسطة اكزالات البوتاسيوم أو ستريت الصوديوم أو EDTA تؤدي لمنع عملية التخثر.
يعرف أيضا باسم: الكالسيوم (2 +)، الكالسيوم الموجب، CA2 +، Ca + +، 14127-61-8، 17787-72-3، العقب، الكالسيوم، نظائر الشامل 45 (45Ca2 +) (8CI، 9CI).
يورانيوم مخصب
الوصف التالي يصف عملية التخصيب بالطرد المركزي:
يورانيوم منضب
وتستعمل طريقة "انتشار الغازات" لتخصيب اليروانيوم، أي زيادة نسبة اليورانيوم 235 من 0.0711 إلى نسبة تتراوح ما بين 3-90% وتقليل نسبة يورانيوم 238 من 99.282% إلى نسبة تتراوح ما بين 10-97%, وينتج اليورانيوم المنضب من عملية التخصيب هذه. وكما ذكرنا سابقا فإن الهدف من عملية التخصيب هذه هو زيادة نسبة اليورانيوم 235 للاستخدام في بعض مفاعلات القوى النووية أو للاستخدامات العسكرية.وبعد انتهاء عملية التخصيب يفصل اليورانيوم المنضب بطرق كيميائية وينقل إلى مخازن معادن اليورانيوم وهذه هي الخطوة الأولي الضرورية لإنتاج اليورانيوم المنضب، تليها خطوات معالجة أخرى للتصنيع الحربي.
يورانيوم منضب
يتم تخزين اليورانيوم النضب على هيئة سداسي فلوريد اليورانيوم في خزانات مخصصة. ويكمن خطر تخزين سداسي فلوريد اليورانيوم في قدرته على التفاعل مع بخار الماء في الجو وينتج مركبين سامين وهما غاز فلوريد الهيدروجين وثاني أكسيد اليورانيوم الفلوريد (Uranyl fluoride)
انشطار نووي
يطلق على نظائر عناصر كيميائية لها القدرة على تحمل هذه السلسلة الطويلة من الانشطارات النووية اسم الوقود النووي. من أكثر أنواع الوقود النووي استعمالا هي اليورانيوم ذو كتلة ذرية رقم 235 (يورانيوم-235) وبلوتونيوم ذو كتلة ذرية رقم 239 (بلوتونيوم-239)، هذين العنصرين ينشطران بصورة بطيئة جدا تحت الظروف الطبيعية التي تسمى ب الانشطار التلقائي وتأخذ هذه العملية التلقائية ما يقارب 550 مليون سنة عمر النصف لليورانيوم. أما في المفاعل النووي فتجمع كمية من الوقود النووي فوق الكتلة الحرجة ويجري التحكم فيها بواسطة قضبان تتخللها من الكادميوم الماصة للنيوترونات. بذلك يمكن المحافظة على معدل سير التفاعل لإنتاج الطاقة ومنعه من الانفلات وأحداث الدمار.
تخمر (كيمياء حيوية)
التخمر والتخمير، عملية استخلاص الطاقة من تفاعلات الأكسدة- الاختزال للمركبات الكيميائية، والتي منها الكربوهيدرات، وباستخدام قابل إلكترون ذاتي، والذي غالباً ما يكون مركب عضوي. على النقيض، يتم منح الإلكترونات في عملية التنفس لقابل إلكترون خارجي، ومثل الأكسجين، وذلك من خلال سلسلة نقل الإلكترون. وهنا تلعب عملية التخمر دوراً مهماً في أجواء الظروف اللاهوائية، حيث لا توجد أية فسفرة تأكسدية للحفاظ على إنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات بواسطة عملية التحلل. كما يتم تمثيل البيروفات إلى العديد من المركبات المختلفة في أثناء عملية التخمير. حيث تعبر عملية التخمر اللبني عن إنتاج الحامض اللبني من البيروفات؛ في حين تُعَبِّر عملية التخمر الكحولية عن تحول البيروفات إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون؛ إلا أن عملية التخمير اللبني المغاير هي إنتاج الحمض اللبني (اللاكتيك) بالإضافة إلى الأحماض الأخرى والكحوليات. وليس من الضروري أن يتم إجراء أو تنفيذ عملية التخمر في بيئةٍ لاهوائية. فعلى سبيل المثال، وحتى مع وجود الأكسجين الوفير، تفضل خلايا الخميرة التخمرية بصورةٍ كبيرةٍ عملية التخمر على عملية الفسفرة التأكسدية.
يورانيوم
يستخدم اليورانيوم كمادة مُلَوِّنة في زجاج اليورانيوم لإنتاج أشكال تتنوع من الأحمر-البرتقالي إلى الأصفر. كما كان يستخدم في التلوين والتظليل في التصوير الفوتوغرافي المبكر. يعود فضل اكتشاف اليورانيوم في معدن "خَلْطَةُ القار" أو البيتشبلند الأسود اللامع في عام 1789 إلى الكيميائي الألماني مارتن كلابروث، والذي قام بتسمية العنصر الجديد "أورانوس" على غرار أورانوس الكوكب. أول من قام بعزل الفلز عن الخليط الُمركب هو الكيميائي الفرنسي أوجين-ملكيور بليجوت ويرجع اكتشاف خصائصه المشعة في العام 1896 إلى الفيزيائي الفرنسي هنري بيكريل. قادت الأبحاث التى بدأها الفزيائي إنريكو فيرمي وغيره، مثل الفزيائي روبرت أوبنهايمر في العام 1934 إلى استخدام اليورانيوم كوقود في صناعة الطاقة النووية وفي صناعة قنبلة ليتل بوي أو الولد الصغير؛ أول سلاح نووي يستخدم في الحرب العالمية الثانية. وتلا ذلك سباق تسلح نووي بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفياتي خلال حقبة الحرب الباردة نتج عنه عشرات الآلاف من الأسلحة النووية التي استُخدِم فيها معدن اليورانيوم والبلوتونيوم-239 المشتق من اليورانيوم. يعد تأمين تلك الأسلحة وموادها الانشطارية في أعقاب تفكك الاتحاد السوفيتي في عام 1991 مصدرًا لقلق متواصل حول صحة وسلامة عامة الناس. انظر الانتشار النووي.
يورانيوم-236
يعمل اليورانيوم 236 على امتصاص النيوترون الحراري، الذي لا يخضع للانشطار، ولكن يصبح 237-U، الذي يتلاشى بأشعة بيتا بسرعة يتحول إلى 237NP. ومع ذلك فإن التقاطع النيوترون المقطع العرضي من 236-U منخفضة، وهذه العملية لا تحدث بسرعة في مفاعل حراري. يحتوي الوقود النووي المستهلك عادة على حوالي 0.4٪ من U-236. مع مقطع عرضي أكبر بكثير، 237-NP قد تمتص في نهاية المطاف النيوترون آخر، ليصبح 238-NP، والتي تتحلل بسرعة بأشعة بيتا إلى البلوتونيوم-238، أو الانشطار (237-NP هو الانشطارية) . 
اليورانيوم-236 ومعظم الأكتينيدات الأخرى قابلة للانشطار بواسطة النيوترونات السريعة في قنبلة نووية أو مفاعل نيوترون سريع. وكان عدد قليل من المفاعلات السريعة في استخدام البحوث لعقود، ولكن الاستخدام الواسع النطاق لإنتاج الطاقة لا يزال في المستقبل. ويتحلل اليورانيوم 236 بأشعة ألفا مع نصف عمر 23.420 مليون سنة لثوريوم -232. وهي أطول من أي أكتينيدات اصطناعية أخرى أو منتجات انشطارية تنتج في دورة الوقود النووي. (البلوتونيوم -244 الذي يبلغ نصف عمره 80 مليون سنة لا ينتج بكميات كبيرة من دورة الوقود النووي، أما الأطول عمرا - 235 - U - 238 - والثوريوم - 232 فهي تحدث في الطبيعة).
برنامج إيران النووي
في 23 مارس 2012، اقتبس الكونغرس الأمريكي تقرير خدمة أبحاث فبراير 2012 لتقرير الوكالة الرابع والعشرين (24) قائلاً أن إيران قد خزنت 240 باوند من اليورانيوم بنسبة تخصيب 20% - وهو مستوى التخصيب اللازم للتطبيقات الطبية - كدلالة على قدرتها في إثرائها لمستويات أعلى.
عبد القادر خان
في عام 1974 أطلقت مفوضية الطاقة الذرية الباكستانية(PAEC)برنامج تخصيب اليورانيوم.وفي عام 1976 انضم خان الي المفوضية الا انه لم يستطع انجاز شيء من خلالها. لذا في شهر يوليو من نفس العام أسس معامل هندسية للبحوث في مدينة كاهوتا القريبة من مدينة روالبندي بعدما أخذ الموافقة من رئيس الوزراء ذو الفقار علي بوتو بأن تكون له حرية التصرف من خلال هيئة مستقلة خاصة ببرنامجه النووي.وفي عام 1981 وتقديرًا لجهوده في مجال الأمن القومي الباكستاني غيّر الرئيس الأسبق ضياء الحق اسم المعامل إلى معامل الدكتور عبد القادر خان للبحوث. أصبحت المعامل بؤرة لتطوير تخصيب اليورانيوم حيث عمل خان على العديد من المشاريع لتطوير الأسلحة الباكستانية النووية.
منشآت نووية في إيران
مفاعل لتخصيب اليورانيوم مساحته 100 ألف كم مربع أنشئ تحت الأرض ب8 أمتار ومحمي بجدار سمكه 2.5 متر يحميه جدار آخر خرساني. في 2004 دعم سقفه بالسمنت المسلح وتغطى ب22 مترا من الأرض. كشف عن وجوده وعن موقع آخر في أراك المعارض علي رضا جعفر زاده في 2002. والمركز خاضع لرقابة مفتشي الوكالة الدولية للطاقة الذرية. زار المدير العام للوكالة الدولية للطاقة الذرية محمد البرادعي زيارة تفتيشية للموقع في فبراير 2003 في أول زيارة تمثل الأمم المتحدة، وذكر أن 160 جهاز طرد مركزي اكتملت وأن ألفا قيد التنفيذ في الموقع. بموجب اتفاق الحماية الإيراني (1974) فإن إيران غير ملزمة بالإبلاغ عن وجود الموقع إذا كان قيد التنفيذ. هناك الآن حوالي 7000 جهاز طرد مركزي منصبة في نطنز منها 500تنتج اليورانيوم منخفض التخصيب.
يورانيوم مخصب
خلال مشروع مانهاتن أعطي اليورانيوم المخصب الاسم الرمزي oralloy، نسخة مختصرة من سبائك أوك ريدج ، حسب موقع المنشآت حيث يجرى تخصيب اليورانيوم. لا يزال يستخدم مصطلح oralloy أحيانا للإشارة إلى اليورانيوم المخصب. وهناك حوالي 2000 طن من اليورانيوم عالي التخصيب في العالم, ينتج معظمها لإنتاج الأسلحة النووية، وتشغيل المفاعلات النووية لإنتاج الطاقة الكهربائية (ويوجد منها ما يزيد عن 430 مفاعل نووي لغنتاج الطاقة في العالم) ، و تسيير السفن و الغواصات، وكميات صغيرة لمفاعلات البحوث العلمية.