ما هو تخصيب اليورانيوم؟
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).
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.
اليورانيوم في البيئة
اليورانيوم هو عنصر طبيعي يوجد في مستويات منخفضة في كل الصخور والتربة والمياه. وفقا للجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري يبلغ التركيز الطبيعي لليورانيوم في التربة هو 300 ميكروغرام / كغ إلى 11.7 مغ / كغ.
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.
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.
معدل استهلاك
في دورة وقود نووي التي تستخدم حاليا لتشغيل محطات القوى النووية لانتاج الكهرباء في معظم أنحاء العالم ، تخزن ووحدات الوقود النووي المستهلكة بأكملها كنفايات مشعة، وما يتبقى فيها من يورانيوم وبلوتونيوم لم يستهلك بعد يدخل بذلك في عداد النفايات . 
يؤدي الاستهلاك العالي إلى استهلاك يورانيوم-235 القابل للانشطار إلى توليد البلوتونيوم المتولد من اليورانيوم-238 وبالتالي يمكن إعادة استخدامه . فالبلوتونيوم المتولد 
في المفاعل أثناء تشغيله هو البلوتونيوم-239 وهو قابل للإنشطار بالنيوترونمات البطيئة ، تماما مثل اليورانيوم-235 . فيمكن عن طريق فصل هذا البلوتونيوم من وحدات الوقود المستهلكة (بطرق كيميائية معقدة بسبب إشعاع المواد) وخلطه بيورانيوم طبيعي ، يمكن تحضبر وحدات وقود جديدة تصلح لتشغيل المحطة النووية ؛ بذلك تطول فترة استخدام الوقود النووي ، وتقوم بتلك العملية بعض البلاد مثل المملكة المتحدة و فرنسا ، و اليابان - وهذا يسمى تدوير اليورانيوم .
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.
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.
تخطيط الاستنماء
مزرعة تخصيب
يورانينيت
اليورانينيت (Uraninite) أو البتشبلند هو خام معدني نشط إشعاعياً يتكون بشكل أساسي من ثاني أكسيد اليورانيوم (UO) مع نسب من ثالث أكسيد اليورانيوم (UO) وأكاسيد الرصاص والثوريوم وعناصر أرضية نادرة كالروديوم. عرف خام اليورانينيت منذ القرن الخامس عشر الميلادي على أقل تقدير في مناجم الفضة في مرتفعات إرتسيبيرغه (بالألمانية Erzgebirge) بألمانيا، إلا أنه يتركز بشكل أكبر في ياتشيموف بجمهورية التشيك، وهو الموقع الذي وصف فيه بروكمان الخام سنة 1727. وقد استخلص كلابروث عنصر اليورانيوم من خام البتشبلند المستخرج من مدينة يوهانجورجنشتات (بالألمانية Johanngeorgenstadt) الألمانية سنة 1789.
دورة الوقود النووي
إن الهدف الأساسي من دورة الوقود النووي هو زيادة تركيز اليورانيوم 235 وذلك بإثرائه وتخصيبه ولكي يمكن الوصول لتلك المرحلة يتعين علينا في البداية تحويله بشكل كيميائي الي غاز يعرف باسم سادس فلوريد أكسيد اليورانيوم في وحدات من النيكل والألومنيوم
برنامج إيران النووي
ولقد أصرت الولايات المتحدة على أن تلبي إيران مطالب مجلس الأمن الدولي بوقف برنامجها لتخصيب اليورانيوم [بحاجة لمصدر]. في كل حالة من الحالات الأخرى التي جعلت من مجلس محافظي الوكالة استنتاج من ضمانات عدم الامتثال لقوانينها أنها تنطوي على عمليات تخصيب سرية أو إعادة للمعالجة، وقد شمل هذا القرار (في حالتي العراق وليبيا )) أو يتوقع أن تنطوي على (في حالة كوريا الشمالية ) كحد أدنى المنتهية في الأنشطة الحساسة لدورة الوقود
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:
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.
إعادة معالجة اليورانيوم
إعادة معالجة اليورانيوم هو اليورانيوم المسترد من إعادة المعالجة النووية وكذلك متاح تجاريا في فرنسا والمملكة المتحدة واليابان وبرامج إنتاج البلوتونيوم العسكرية من الدول النووية.
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 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.
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 ).
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.
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.
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.
برنامج إيران النووي
وقد جاء في تقرير الوكالة لشهر أغسطس (آب) 2012 أن إيران بدأت باستخدام 96 كغم من اليورانيوم المخصب بنسبة 20% الذي تملكه لإنتاج الوقود لمفاعل الأبحاث في طهران، وهذا يعني صعوبة زيادة نسبة تخصيب هذا اليورانيوم لاستخدامه في تصنيع أسلحة نووية، وذلك لأنه يجب أن يعاد تحويله أولاً إلى غاز سداسي فلوريد اليورانيوم.
على الرغم من أن المزيد من هذا اليورانيوم قد صنّع وقود، لم يتم إرسال أي يورانيوم إضافي لمصنع الوقود في أصفهان.
برنامج إيران النووي
تتضمن منشأة فوردو النووية، الواقعة قرب مدينة قم، 16 مجموعة تسلسلية cascade، مقسمة بالتساوي بين الوحدة الأولى والوحدة الثانية، تتضمن 2710 جهاز طرد مركزي. لا تزال إيران مستمرة في تشغيل أربع مجموعات تسلسلية ذات 174 جهاز طرد مركزي IR-1، تنتج 19.75% من اليورانيوم منخفض التخصيب من إجمالي 696 جهاز طرد مركزي للتخصيب؛ وهو نفس عدد أجهزة الطرد المركزي المخصصة للتخصيب المذكورة في تقرير نوفمبر 2012.
أنتجت إيران حوالي 280 كغم من 20% من اليورانيوم شبه المخصب، أي بزيادة قدرها 47% كغم منذ تقرير وكالة الطاقة الذرية الصادر في نوفمبر 2012، أما إنتاج اليورانيوم منخفض التخصيب فيبلغ 8271 كغم (3.5%)، مقارنة بـ 7611 كغم خلال الربع السابق.
كتلة حرجة
وتعتمد الكتلة الحرجة على درجة نقاوة المادة إذ أن الشوائب تمتص النيوترونات وتمنعها من التفاعل، فمثلا إذا كان اليورانيوم-235 مخصبا بدرجة 20 % فقط تصبح الكتلة الحرجة فوق 400 كيلوجراما، وإذا كان اليورانيوم مخصبا لدرجة 15 % تصبح الكتلة الحرجة فوق 600 كيلوجراما. أما الثلاثة أرقام المذكورة أعلاه فهي لدرجة تخصيب تبلغ 99 %.
حرب الخليج الثانية
اليورانيوم المنضب عبارة عن يورانيوم يحتوي على نسبة مختزلة من نظائر عناصر كيميائية لليورانيوم. في عام 1998 صرح أطباء في اختصاص طب المجتمع في العراق أن استعمال قوات الائتلاف لهذه المادة أدت إلى ارتفاع كبير بنسب التشوهات الخلقية للولادات ونسب سرطان الدم وبالأخص أبيضاض الدم. وصرح الأطباء أيضا أنه ليست لديهم الإمكانيات التقنية لتقديم الأدلة على هذا الترابط. قامت منظمة الصحة العالمية بتقديم عرض إلى الحكومة العراقية بإجراء تجارب وأبحاث لكشف صحة هذه المزاعم إلا أن الحكومة العراقية رفضت هذا الاقتراح ولكن المنظمة استطاعت في عام 2001 إجراء بعض التقيمات المحدودة والتي أدت إلى صدور تصريح من المنظمة بأن اليورانيوم المنضب هو مادة ذات قوة إشعاعية ضئيلة لذا فان استنشاق كميات كبيرة جدا من غبارها سيؤدي إلى ارتفاع محتمل في نسبة سرطان الرئة. واعتبرت المنظمة أن احتمال الإصابة بسرطان الدم نتيجة اليورانيوم أقل بكثير من الإصابة بسرطان الرئة وأنه لم يتم حسب معلومات المنظمة اكتشاف أي ربط لحد الآن بين اليورانيوم المنضب والتشوهات الخلقية. ولكن دراسة بريطانية أجريت عام 2002 أتت بنتائج مختلفة وأكدت أن هناك مخاطر صحية من جراء التعرض إلى اليورانيوم المنضب.
قنابل المواد المخصبة
قنابل المواد المخصبة عبارة عن نوع من الأسلحة النووية ويعتبر تحديدا من نوع الأسلحة النووية الأنشطارية ويتم تصنيعها على الأغلب من تخصيب مادتي اليورانيوم-235 أو البلوتونيوم-239 ويعتبر الحصول على هذه المواد المخصبة من أصعب الخطوات في بناء ترسانة نووية فعلى سبيل المثال خصصت الولايات المتحدة 90% من الميزانية الأجمالية لبدايات مشروعها النووي للحصول على اليورانيوم المخصب. ويعتقد ان الهند تمتلك هذا النوع من القنابل.
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.
طاقة نووية
وهناك طريقة التدفق النفاث المتبعة في جنوب أفريقيا وطريقة الفصل للنظير بالكهرومغناطيسية التي كان العراق يتبعها قبل حرب الخليج عام 1991. ويمكن استعمال طريقة التخصيب بالليزر لفصل اليورانيوم بتحويل المعدن إلى بخار وبتسليط أشعة الليزر عليه فتثير ذرات اليورانيوم-235 والتي تتجمع وتتركز بالتأثير الإلكتروستاتيكي، وهذه التجربة تمت في كوريا الجنوبية عام 2000 سرا.
يورانيوم مخصب
الوصف التالي يصف عملية التخصيب بالطرد المركزي:
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.
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 .
مفاعل ماء ثقيل مضغوط
ولهذا يستخدم مفاعل الماء الخفيف يورانيوم مخصب، أي يورانيوم يحتوي على نسبة أعلى من اليورانيوم-235 تصل من 3% إلى 5 %. (ويسمي اليورانيوم المستهلك في عملية التخصيب يورانيوم منضب depleted uranium، حيث تنخفض فيه نسبة اليورانيوم-235 إلى نحو 07و0 %). وتعمل تلك ال 3% إلى 5 % من اليورانيوم-235 الموجودة في اليورانيوم المخصب على استمرار التفاعل في المفاعل والوصول إلى الحالة الحرجة .
يحتاج تخصيب اليورانيوم إلى بناء مصنع للتخصيب وهو أولا يتكلف مبالغ باهظة وثانيا يحتاج إلى تصريح في إطار المعاهدة الدولية لمنع انتشار السلاح النووي. وذلك لأنه يمكن تكبير المصنع بحيث ينتج ليس فقط يورانيوم مخصب بدرجة 5% وإنما أيضا بنسبة 90% من اليورانيوم-235 والذي تصنع منه القنابل الذرية.
ويمكن حل مشكلة التخصيب واليورانيوم المخصب باستخدام اليورانيوم الطبيعي الذي يحتوي على 7و0% يورانيوم-235 مع الماء الثقيل كمهدئ لسرعة النيوترونات، وهو لا يمتص النيوترونات بالدرجة التي يمتصها الماء. ولذلك يصلح الماء الثقيل إيضا للعمل في مفاعل استنسال لإنتاج البلوتونيوم أو الليثيوم وهي مواد تدخل في صناعة الأسلحة الذرية.
صمم المفاعل الكندي المسمى CANDU اختصارا ل CANada Deuterium Uranium reactor ليعمل بالماء الثقيل المضغوط كمهدئ واليورانيوم الطبيعي لإنتاج الطاقة الكهربائية من الطاقة النووية.
فشل عنصر الوقود النووي
الوقود النووي المعياري بحكم الواقع هو ثاني أكسيد اليورانيوم أو يورانيوم / بلوتونيوم مختلط. له نقطة انصهار أعلى من المعادن الأكتينيد. يقاوم ثاني أكسيد اليورانيوم التآكل في الماء ويوفر مصفوفة مستقرة للعديد من المنتجات الانشطارية ؛ ومع ذلك لمنع منتجات الانشطار من ترك مصفوفة ثاني أكسيد اليورانيوم ودخول المبرد يتم تغليف حبيبات الوقود عادة في أنابيب من سبيكة معدنية مقاومة للتآكل .
ثم يتم تجميع هذه العناصر في حزم للتبريد. ومع انشطار الوقود يتم احتواء المنتجات الانشطارية المشعة أيضًا بواسطة الكسوة ويمكن بعد ذلك التخلص من عنصر الوقود بالكامل كنفايات نووية عند إعادة تزويد المفاعل بالوقود.
يورانيوم
في عام 1841، قام أوجين ملكيور بيليجوت أستاذ الكيمياء التحليلية في المعهد الوطني للفنون والآداب في باريس، بعزل أول عينة من معدن اليورانيوم عن طريق تسخين رابع كلوريد اليورانيوم مع البوتاسيوم.
المفاعلات البحرية للولايات المتحدة
المفاعلات ذات كثافة طاقة عالية و يورانيوم منخفض التخصيب (كما في بعض الغواصات الفرنسية و الصينية) أو اليورانيوم عالي التخصيب.
دورة اليوريا
دورة اليوريا أو دورة الأورنثين هي دورة تفاعلات حيوكيميائية تحدث في الكثير من الحيوانات حيث تنتج اليوريا (نيتروجينهيدروجين)كربونأكسجين من الأمونيا (NH).هذه الدورة تحدث عند الكائنات الحية المنتجة لليوريا. دورة اليوريا تقوم بتحويل الأمونيا شديدة السّميّة إلى اليوريا للتخلص منها. دورة اليوريا هي أول دورة استقلابية مكتشفة، واكتشفت بواسطة كريبس وكورت هنسيلت في عام 1932،خمسة سنوات قبل اكتشاف دورة حمض الستريك(بالإنجليزية: دورة حمض الستريك).تحدث دورة اليوريا في المقام الأول في الكبد، وبدرجة أقل في الكلى.
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.
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.
يورانيوم
تقوم العديد من الاستخدامات المعاصرة لليورانيوم على استغلال خواصه النووية الفريدة. إذ يتميز يورانيوم-235 بأنه النظير الانشطاري الوحيد الذى يمكن العثور عليه في الطبيعة (يمكن حثه على الانشطار بواسطة نيوترونات حرارية منخفضة الطاقة؛ مما يجعله قادرًا على ضمان استمرار سلسلة التفاعل النووي). أما اليورانيوم-238 فهو قابل للانشطار بواسطة النيوترونات السريعة، وهو أيضًا مادة خصيبة، وهذا يعني أنه يمكن تحويله لبلوتونيوم-239 انشطاري في المفاعلات النووية. كما يمكن انتاج نظير انشطاري آخر وهو اليورانيوم-233 من الثوريوم الطبيعي الذي هو أيضًا ذو أهمية في مجال التكنولوجيا النووية. بينما تكون احتمالية حدوث انشطار تلقائي أو حتى انشطار مستحدث بواسطة النيوترونات السريعة لليورانيوم-238 صغيرة فان اليورانيوم-235 وبدرجة أقل اليورانيوم-233 لهما "مقطع نووي" انشطاري أعلى من ذلك بكثير بواسطة النيوترونات البطيئة. لحصر الصورة بشكل واف، هذه النظائر (يورانيوم-235 ويورانيوم-233) تكفل بأن يتكون تفاعل نووي متسلسل مستدام. وهذا هو ما يولد الحرارة في مفاعلات الطاقة النووية، وأيضًا ينتج مواد انشطارية تستخدم في صناعة الأسلحة النووية. ويستخدم اليورانيوم المنضب (U) في صناعة القذائف الثاقبة بالطاقة الحركية وفي تدريع المركبات (تغطيتها بصفائح مدرعة).
قنابل المواد المخصبة
هناك ثلاث مستويات من اليورانيوم المخصب:
برنامج إيران النووي
في مقابل وقف برنامجها لتخصيب اليورانيوم، قد عرضت إيران "ترتيب شامل وطويل الأجل والذي من شأنها أن تسمح لتطوير العلاقات والتعاون مع إيران على أساس الاحترام المتبادل وبناء الثقة الدولية في الطبيعة السلمية الخالصة للبرنامج النووي الإيراني ". ومع ذلك، فقد رفضت إيران التخلي عن برنامجها لتخصيب اليورانيوم، معتبرة أن البرنامج ضروري لأمن الطاقة لديها، لذلك فأن مثل هذه "الترتيبات الشاملة على المدى الطويل" لا يمكن الاعتماد عليها في حد ذاتها، وتحرم من حقها غير القابل للتصرف السلمي للتكنولوجيا النووية. في يونيو 2009، في أعقاب الفترة الفورية للإنتخابات الرئاسية الإيرانية المتنازع عليها، وافقت إيران مبدئيا عن اتفاق للتخلي عن مخزونها من اليورانيوم منخفض التخصيب مقابل الحصول على وقود لمفاعل للأبحاث الطبية، ولكن بعد ذلك تراجعت عن الصفقة. .
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
يورانيوم
في عام 1972، اكتشف الفيزيائي الفرنسي فرانسيس بيرين خمسة عشر مفاعلًا نوويًا نوويًا طبيعيًا قديمًا لم يعودوا نشطين في منجم أوكلو في الغابون بغرب إفريقيا، والمعروفة بشكل جماعي باسم مفاعلات أوكلو. تبلغ قيمة الوديعة الخام 1.7 مليار سنة ويشكل اليورانيوم 235 حوالي 3 ٪ من إجمالي اليورانيوم على الأرض. تعتبر تلك الكمية كبيرة بما يكفي للسماح بحدوث تفاعل نووي متسلسل، بشرط وجود شروط داعمة أخرى. وقد أشارت الحكومة الفيدرالية الأمريكية إلى قدرة الرواسب المحيطة لاحتواء المخلفات الإشعاعية النووية كأدلة داعمة لجدوى تخزين الوقود النووي المستنفد في مستودع نفايات جبل يوكا النووي.
انسداد قناة فالوب
التخصيب في المختبر أو التلقيح الصناعي هو العملية التي يتم تخصيب البويضة بواسطة الحيوان المنوي خارج الجسم: في المختبر، وهو العلاج الرئيسي للعقم عندما تفشل الوسائل الأخرى للتكنولوجيا في المساعدة على الإنجاب. وتتمثل العملية في رصد التبويض للمرأة، إزالة البويضة أو البويضات من المبيض وترك الحيوانات المنوية للإخصاب في وسط السوائل في المختبر. ويعرف رصد الدورة الطبيعية للمرأة، وجمع بويضة مختارة بشكل طبيعي للإخصاب، بالدورة الطبيعية للتلقيح الاصطناعي. ويتم نقل البويضة الملقحة (الزيجوت) إلى رحم المرأة لحدوث الحمل الناجح.
قنابل المواد المخصبة
على سبيل المثال اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم-235 فيه وازالة النظائر الأخرى. وعملية التخصيب هذه صعبة ومكلفة وتكمن الصعوبة ان النظائر الذي يراد ازالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الوزن للنظائر الذي يرغب بالإبقاء عليها وتخصيبها ويتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة عبر سائل أو غاز لتساهم في عملية عزل النظائر الغير المرغوبة وهناك طرق أخرى أكثر تعقيدا كاستعمال الليزر أو الأشعة الكهرومغناطيسية.
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.
الولد الصغير (قنبلة)
تم بناء قنبلة الولد الصغير من خلال مشروع مانهاتن خلال الحرب العالمية الثانية. وكان من المعروف إن اليورانيوم المخصب ذو طبيعة انشطارية، ولذا فتم استخدامه لصنع القنبلة، ومعظم العمل في تشييد القنبلة كان لتخصيب نظائر اليورانيوم اللازم لصنع القنبلة، وتم التخصيب بمنطقة أوك ريدج بولاية تينيسي وبدأت العملية في فبراير 1943، وذلك بعد سنوات طويلة من الأبحاث.
يورانيوم-236
ويمكن أيضا أن يستخدم نظائر الانشطار أو الانشطارية مثل البلوتونيوم-239 الذي يعمل على امتصاص النيوترونات الحرارية. ويشكل البلوتونيوم-240 فينتج نسبة كبيرة من البلوتونيوم الذي يعتبر مفاعلا نوويا (البلوتونيوم المعاد تدويره من الوقود المستنفد الذي كان يصنع أصلا من اليورانيوم الطبيعي المخصب تم استخدامه مرة واحدة في نظام لور). البلوثونيوم-240 الذي له عمر النصف 6561 سنة، يتحلل إلى U-236. في دورة الوقود النووي المغلقة، سيتم انشطار معظم Pu-240 (ربما بعد التقاط أكثر من نيوترون واحد) قبل أن يتحلل، ولكن Pu-240 يعتبر من النفايات النووية لأنه سيتحلل على مدى آلاف السنين.
برنامج إيران النووي
في 9 أبريل 2007، أعلنت إيران أنها بدأت تخصيب اليورانيوم بـ 3,000 جهاز طرد مركزي، ويفترض أنه في موقع نطنز لتخصيب اليورانيوم. وقال أحمدي نجاد "بشرف عظيم، أعلن أنه اعتباراً من اليوم أن بلدنا العزيز قد انضم إلى النادي النووي من الدول ويمكن ان تنتج الوقود النووي على نطاق صناعي".
يورانيوم مخصب
كما ترفع نسب اليورانيوم-235 إلى 20% (أي يكون تكوين المنتج 20% يورانيوم-235 ونحو 80%يورانيوم-238 ) ، ويستخدم هذا المنتج في تشغيل مفاعل أبحاث صغير وكذلك لإنتاج النظائر المشعة التي تستخدم في الطب وأحيانا في الصناعة حيث تصدر أشعة ذات نفاذية عالية، كما تصلح تلك النسبة لإنتاج بلوتونيوم-239 القابل للانشطار مثل اليورانيوم-235 .
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).
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%.
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
يوجد خام اليورانيوم في القشرة الارضية ويوجد منه القليل فقط بشكله المركز الذي يمكن الاستفادة منه. وبعد أن يتم استخراجه من المناجم أو من مصادره الاخري يُكسَّر ويُطحن علي شكل مسحوق ناعم، ثم يتم تركيزه عبر عدة عمليات كيميائية بإذابته في بعض الأحماض، ثم تكريره ليتحول بعدها الي عجينة تحتوي علي النظيرين يورانيوم 235 و238 ويطلق عليها الكعكة الصفراء Yellow Cake.
يورانيوم منضب
وحيث أن اليورانيوم المنضب هو ناتج ثانوي من عمليات تخصيب اليورانيوم، لذلك فهو متوفر بأسعار قليلة جداً، ومنافسة للمواد الأخرى ذات الكثافة العالية مثل التنجستين، ومن أجل ذلك نجد له تطبيقات تجارية وعسكرية كثيرة.
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.
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.
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.
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.
تصميم السلاح النووي
نظير اليورانيوم الأكثر شيوعا، اليورانيوم إحدى النظائر المشعة الأكثر انتشارا. U-238، قابل للإنشطار لكنه ليس انشطاري (بمعنى أنه غير قادر على حمل سلسلة السلسلة من ردود رد الفعل بنفسه و لكن يستطيع الانقسام مع النيترونات السريعة.) أسمائه المستعاره تضمن اليورانيوم الطبيعي أو اليوارانيوم الغير مخصب، اليورانيوم المستنفذ du. سبائك الأنبوب و 28. غير قادرة على حمل الرقم التسلسلي من ردود الفعل، لأن انقسام النيترونات ليس بالقوه الكافية لجهد u-238اكثر. النيترونات مصد للإنصهار إلى الانشطارu-238. هذا u-238 الانشطار ردة فعل المنتجات معظمها طاقة في مرحلتين سلاح نووي حراري مثالي.
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.
يورانيوم
لاحظ فريق بقيادة إنريكو فيرمي في عام 1934 أن قذف اليورانيوم بالنيوترونات ينتج اضمحلال أشعة بيتا مما ينتج عنه اتشطار الإلكترون أو البوزيترون من العناصر المنتجة. في البداية، سُمّي منتج الانشطار خطءًا بعناصر جديدة ذات أرقام ذرية 93 و94، حيث قام عميد كلية روما أورسو ماريو كوربينو بتسمية العنصرين بالأوديوم والهسبيريوم على التوالي. أدت التجارب التي أجراها أوتو هان وفريتز شتراسمان في مختبر هان في برلين إلى اكتشاف قدرة اليورانيوم على الانشطار إلى عناصر أخف وزنًا وإصدار طاقة كبيرة. نشرت ليز مايتنر وابن أختها الفيزيائي أوتو روبرت فريش التفسير المادي في فبراير 1939 وأطلقوا عليه اسم الانشطار النووي. وبعد فترة وجيزة، افترض فيرمي أن انشطار اليورانيوم قد يطلق ما يكفي من النيوترونات للحفاظ على التفاعل الانشطاري. وجاء تأكيد هذه الفرضية في عام 1939، حيث وُجد في وقت لاحق أن ما يقرب من 2.5 نيوترون يتم تحريرها عن طريق انشطار كل ذرة من اليورانيوم -235. حثّ فيرمي ألفريد أو سي نير على فصل نظائر اليورانيوم من أجل تحديد العنصر القابل للانشطار. وفي 29 فبراير 1940، استخدم نير أداة صنعها في جامعة مينيسوتا لفصل أول عينة في العالم من اليورانيوم -235 في العالم في مختبر تيت. بعد إرسال المسرع دوراني بالبريد إلى جامعة كولومبيا، أكد جون دانينج أن العينة هي المادة الانشطارية المعزولة في 1 مارس. ووجد المزيد من العمل أن نظير اليورانيوم 238 الأكثر شيوعًا يمكن أن يتحول نوويًا إلى البلوتونيوم والذي يعتبر قابل للانشطار أيضًا بالنيترونات الحرارية مثل اليورانيوم -235. أدت هذه الاكتشافات في دول عديدة لبدء العمل على تطوير الأسلحة النووية والطاقة النووية.
ثنائي أكسيد اليورانيوم
يحضر ثنائي أكسيد اليورانيوم من اختزال ثلاثي أكسيد اليورانيوم (أكسيد اليورانيوم السداسي) بواسطة الهيدروجين عند درجات حرارة تبلغ حوالي 450 °س:
اليورانيوم في البيئة
الترياق لليورانيوم في البشر هو بيكربونات، حيث أن اليورانيوم (IV) يتحد مع مجموعة الكربونات.
برنامج إيران النووي
لمعالجة المخاوف من أن برنامجها لتخصيب اليورانيوم يمكن تحويلها إلى استخدامات غير سلمية، عرضت إيران لوضع المزيد من القيود على برنامجها لتخصيب اليورانيوم بما في ذلك، على سبيل المثال، في التصديق على البروتوكول الإضافي للسماح بعمليات تفتيش أكثر صرامة من قبل الوكالة الدولية للطاقة الذرية ، وتشغيل منشأة تخصيب اليورانيوم في (ناتانز) كمركز وقود متعدد الجنسيات بمشاركة الممثلين الأجانب، وإعادة معالجة البلوتونيوم، وافتعال فوري لجميع اليورانيوم المخصب إلى قضبان لوقود المفاعل. عرضت إيران فتح برنامجها لتخصيب اليورانيوم لمشاركات أجنبية خاصة وعامة لعكس اقتراحات لجنة خبراء الوكالة الدولية والتي تم تشكيلها للتحقيق في طرق للحد من خطر الأنشطة الحساسة لدورة الوقود، وبحيث يمكن أن تسهم في القدرات الوطنية لإنتاج الأسلحة النووية. وقد أيد بعض الخبراء الأمريكيين، غير الحكومية، هذا النهج.
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.
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.
يورانيوم مخصب
أثناء تخصيب اليورانيوم الطبيعي لاستخدامه كوقود نووي في المفاعلات أو السلاح النووي ـ يتكون منتج ثانوي تكون نسبة اليورانيوم-235 فيه أقل من 0.7% ، ويطلق عليه اسم "اليورانيوم المستنفذ " .
مفاعل ماء ثقيل مضغوط
فالغرض من التحكم في سير التفاعل التسلسلي هو المحافطة على سير التفاعل بمعدل محدد في حالة تسمي "الحالة الحرجة" للمفاعل. 
ويتكون اليورانيوم الطبيعي من مخلوط لعدة نظائر ويغلب فيه النظير يورانيوم-238 ونسبة صغيرة من اليورانيوم-235 تبلغ 7و0 % فقط. ينشطر اليورانيوم-238 بالنيوترونات السريعة ذات طاقة أكبر من 1 مليون إلكترون فولت MeV. ولا يمكن أن يستمر التفاعل مع اليورانيوم-238 حيث يمتص نيوترونات أكثر مما يصدره منها بالانشطار. ومن ناحية أخرى فإن اليورانيوم-235 هو الذي يُجري تفاعل تسلسلي، ولكن نسبته في اليورانيوم الطبيعي قليلة، فلا يمكن لليورانيوم الطبيعي القيام بتفاعل تسلسلي والوصول إلى الحالة الحرجة بمفرده.
مفاعل بتبريد غازي تقدمي
ويتكون الوقود النووي من أقراص ثاني أكسيد اليورانيوم المخصب بدرجة 5و2 إلى 5و3 % وهو محفوظ في أنابيب من الفولاذ. ويستخدم اليورانيوم المخصب بسبب أن التغلفة الفولاذية للوقود تمتص النيوترونات. وقد أدى ذلك إلى زيادة في تكلفة المفاعل. وتصل درجة حرارة ثاني أكسيد الكربون المبرد والذي يتخلل قلب المفاعل إلى 640 درجة مئوية. ويبلغ ضغطه 40 بار ثم يمر خلال أنظمة سخانات لتوليد البخار خارج قلب المفاعل ولكنه لا يزال داخل الحاوية الخرسانية ذات الجدار الداخلي المصنوع من الحديد الصلب.
يورانيوم
يمكن أن يتأثر الأداء الطبيعي للكلى والدماغ والكبد والقلب والأنظمة الأخرى بالتعرض لليورانيوم؛ لأن اليورانيوم يُعتبر معدنًا سامًا إلى جانب كونه ضعيف الإشعاع. كما يُعدُّ اليورانيوم مادة سامة تؤثر على الصحة الإنجابية أيضًا. عادةً ما تكون التأثيرات الإشعاعية محدودة لأن إشعاع ألفا الذي يمثل الشكل الأساسي لاضمحلال 238 له مدى قصير جدًا ولا يخترق الجلد. وقد ثبت أن إشعاع ألفا من اليورانيوم المستنشق يسبب سرطان الرئة في العمال العاملين في استخراج اليورانيوم. ثبت أيونات اليورانيوم مثل من ثالث أكسيد اليورانيوم أو نترات اليورانيل ومركبات اليورانيوم السداسي التكافؤ الأخرى تسبب عيوب خلقية وتلف الجهاز المناعي في حيوانات المختبر. بينما نشر مركز دراسة واحدة مفادها أنه لم يُنظر إلى أي سرطان بشري نتيجة للتعرض لليورانيوم الطبيعي أو المستنفذ، كما أن التعرض لليورانيوم ومنتجاته المتحللة ، وخاصةُ غاز الرادون، معروفة على نطاق واسع وتهدد الصحة. لا يرتبط التعرض للسترونتيوم -90 واليود-131 ومنتجات الانشطار الأخرى بالتعرض لليورانيوم، ولكن قد ينتج عن الإجراءات الطبية أو التعرض لوقود المفاعل المستهلك أو التداعيات الناجمة عن الأسلحة النووية. على الرغم من أن التعرض للاستنشاق العرضي لتركيزات عالية من سادس فلوريد اليورانيوم أدى إلى الوفيات البشرية، إلا أن هذه الوفيات كانت مرتبطة بتوليد حمض الهيدروفلوريك عالي السمية وفلوريد اليورانيل بدلاً من اليورانيوم نفسه. يُصنّف معدن اليورانيوم المنشطر تحت المواد القابلة للاشتعال الحريق، لأن اليورانيوم قابل للإشتعال. سوف تشتعل الحبيبات الصغيرة تلقائيًا في الهواء عند درجة حرارة الغرفة.
إعادة معالجة اليورانيوم
كانت هناك بعض الدراسات التي تنطوي على استخدام اليورانيوم المعالج في مفاعلات كندو حيث تم تصميم مفاعل كندو لاستخدام اليورانيوم الطبيعي كوقود. عادة ما يكون يورانيوم 235 أكبر من المحتوى الموجود في اليورانيوم الطبيعي وهو عبارة عن 0.72٪ من اليورانيوم 235 مما يسمح بتخطي خطوة إعادة التخصيب.
يورانيل
أيون اليوارانيل (بالإنجليزية: Uranyl ion) هي أيونات متعددة لأكسيد اليورانيوم يكون اليورانيوم فيه بحالة الأكسدة +6.، وصيغته الكيميائية ، لديه صيغة خطية تحتوي روابط U–O قصيرة، تدل على وجود عدة روابط بين اليورانيوم والأكسجين. يمكن أن ترتبط أربع ربائط أو أكثر مع ايون اليورانيل في مستو استوائي. يشكل أيون اليورانيل العديد من المعقدات وبشكل خاص مع الربائط التي تحوي ذرات أكسجين مانحة. معقدات اليورانيوم مهمة في استخلاص اليورانيوم من خاماته وفي إعادة معالجة الوقود النووي.
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 منضب
عند تحلل اليورانيوم المنضب ونواتج تحلله ينبعث منها إشعاعات ألفا وبيتا وجاما ,والتي تشكل بدورها تعرضا أشعاعيا داخليا وخارجيا للذين يتعاملون مع القذائف الحربية أو أجهزة القتال المصنعة من اليورانيوم المنضب. ويعتبر البعض أن الاخطار والأضرار الكيميائية لليورانيوم الطبيعي ولليورانيوم المنضب أكثر من الأخطار والأضرار الإشعاعية لهما. وقد ذكرت دراسات سرطان الرئة، الذي أصيب به بعض عمال مناجم اليورانيوم، كان بسبب نواتج اضمحلال الرادون بسبب تدخين التنباك (السجائر) ولم يكن بسبب التعرض للورانيوم. فقد أكدت منظمة الموارد السامة وتسجيل الأمراض أنه لم تسجل حالات سرطان بشرية بسبب التعرض لليورانيوم الطبيعي أو المنضب. 
ولعله من المهم أن نذكر أن جزءا بسيطا من اليورانيوم يترسب في الهيكل العظمي لجسم الإنسان الأمر الذي أدى إلى بعض التوقعات بأن إشاعات اليورانيوم ستزيد من نسبة احتمال الإصابة بسرطان العظام أكثر منها عند مستويات الخلفية الطبيعية، ولم يلاحظ العلماء، ولم تثبت الدراسات المختلفة أن الإشعاع البسيط الصادر من اليورانيوم المنضب في الظروف العادية قد يتسبب في الإصابة بسرطان العظام.
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.
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.
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).
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%.
اليورانيوم في مصر
وتُقدر الاحتياطيات التعدينية المؤكدة به بحوالي 700 مليون طن، والاحتياطيات الجيولوجية بحوالي 2600 مليون طن.
وعلى هذا فإن الإحتياطيات التعدينية المؤكدة في مصر تبلغ حوالي 800 مليون طن أما الإحتياطيات الجيولوجية فتبلغ 300 مليون طن وبإعتبار أن طن الفوسفات يحتوى على 70 جرام يورانيوم فإن محتوى الإحتياطيات التعدينية المؤكدة يبلغ حوالي 50 ألف طن يورانيوم.
تعتمد الطرق التكنولوجية لاستخلاص اليورانيوم من الفوسفات كمنتج ثانوي على معالجة خامات الفوسفات لإنتاج حمض الفوسفوريك الذي يُضاف بعد ذلك إلى كمية أخرى من الخام لإنتاج سماد السوبر فوسفات الثلاثي، وخلال هذه العملية فإن اليورانيوم المصاحب لخامات الفوسفات يذوب بسهولة في حمض الفوسفوريك، ويتم استخلاصه من الحمض باستخدام أحد المذيبات العضوية الذي يُضاف إلى الحمض حيث ينتقل اليورانيوم إلى المذيب العضوى ويتم استخلاصه وتنقيته في دائرة خاصة.
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.
أستراليا وأسلحة الدمار الشامل
أيضاً، انشاء محطة لتخصيب اليورانيوم على نطاق تجاري من شأنه أن يكفل للبلاد قدرة على إنتاج يورانيوم عالي التخصيب كافي لبرامج التسليح النووي. توجد شركة أسترالية تعمل بنشاط على استحداث عملية جديدة لتخصيب اليورانيوم، وفصل النظائر عن طريق الإثارة بالليزر (SILEX) (سيليكس).
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
ذكر تقرير الوكالة الدولية للطاقة الذرية الصادر في فبراير 2012 أن إيران استأنفت إعادة تحويل الـ 20% من اليورانيوم شبه المخصب على هيئة أوكسيد، لإنتاج الوقود اللازم لمفاعل الأبحاث في طهران؛ وهذا ما يزيد الأمر صعوبة أمام تخصيب اليورانيوم لاستخدامه في صناعة الأسلحة، لأنه يتعيّن تحويله مرة أخرى إلى غاز سداسي فلوريد اليورانيوم.
أشار تقرير فبراير إلى أن إيران لا تزال متمسكة في إنكار وصول مفتشي الطاقة الذرية لموقع بارجين العسكري. وقد أظهرت الأدلة التي وفرتها صور الأقمار الصناعية أن إيران قد شيّدت حاويات تفجير ضخمة لإجراء التجارب الهيدروديناميكية؛ وقد يكون هذا مؤشر على تطوير الأسلحة النووية. تعبر الوكالة من خلال التقرير عن قلقها من أن التغييرات التي حدثت في موقع بارجين العسكري قد تقضي على كل الأدلة التي تبين وجود أنشطة نووية سابقة؛ مع أن التقرير قد أشار فعلياً إلى عدم وجود أي نشاط في الموقع في الفترة الواقعة بين شهر فبراير 2005 وطلب الوكالة الوصول إلى الموقع للتفتيش. وتتضن هذه التغييرات ما يلي:
هذا وقد سُجلت هذه الأنشطة في تقارير صور الأقمار الصناعية المؤرخة في 29 نوفمبر 2012، 12 ديسمبر 2012 و25 يناير 2013.
يورانيوم مخصب
يستغل هذا اليورانيوم المنضب في صناعة الدروع و حواجز وقاية من الإشعاع ، بل وكذلك أسلحة إختراق بسبب كثافته الكبيرة. في الوقت الحاضر، لا يزال 95 في المئة من المخزون في العالم من اليورانيوم المنضب في التخزين الآمن.
يورانيوم مخصب
2- تتجمع الجزيئات الأكثر ثقلاً من اليورانيوم-238 على جدار الأسطوانة ويهبط إلى أسفل وهو اليورانيوم الأقل تخصيباً.
قائمة الدول حسب احتياطي اليورانيوم
احتياطي اليورانيوم هو احتياطي اليورانيوم القابل للاسترداد، بغض النظر عن النظائر، استنادا إلى سعر السوق. طاقة الانشطار الواردة في الاحتياطيات أكبر بكثير من طاقة الوقود الأحفوري على الأرض (بما في ذلك غاز الميثان)، بغض النظر عن استخدام مفاعلات التوليد السريع باستخدام المشتقات مثل البلوتونيوم. ويمكن استخدام عناصر لتوليد اليورانيوم مثل (الثوريوم)، ويمكن استخدام المنتجات الثانوية لتوليد الطاقة الحرارية أيضاً وتوجد في كندا وغرينلاند وسيبيريا والقارة القطبية الجنوبية الا انها لم يكشف عنها بعد بسبب الجليد.
مفاعل نووي
تستخدم المفاعلات النووية في محطات الطاقة النووية لتوليد الكهرباء ودفع السفن والغواصات. أحد أنواع المفاعلات النووية هو مفاعل الماء الخفيف الذي يعمل باليورانيوم المخصب - به نحو 5و3 % من اليورانيوم-235 القابل للانشطار عند امتصاصه نيوترونا - وتبلغ كمية اليورانيوم المخصب فيه نحو 100 طن. تعمل الطاقة الحرارية الناتجة على تسخين الماء المحيط باليورانيوم حتى درجة الغليان، فيتولد بخار عند ضغط عالي. هذه "الكومة" الذرية الغاطسة في الماء موجودة داخل صهريج المفاعل (انظر الشكل). يتم نقل البخار عالي الضغط عبر التوربينات البخارية فيدور. يمكن استغلال دوران التوربين في دفع مراوح السفينة أو لإدارة المولدات الكهربائية. ويمكن استخدام الماء الساخن المتولد من تفاعل انشطار اليورانيوم من حيث المبدأ في العمليات الصناعية أو للتدفئة في المناطق الباردة. ولكن يجب معرفة أيضا أن الماء المحيط بالكومة الذرية يصبح مشعا مع الوقت ولا يصلح للاستخدام المدني، لهذا يتم تدويره في مبادل حراري تنتقل فيه الحرارة من ماء المفاعل إلى ماء آخر نظيف يمكن استغلاله. أي تكون في المفاعل دورتان للمياه : دورة أولية داخل المفاعل، ودورة ثانوية خارج المفاعل، والأخيرة تكون نظيفة ويمكن استغلال حرارتها في الأغراض المدنية.
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.
كربيد اليورانيوم
كربيد اليورانيوم (بالإنجليزي: Uranium carbide ) هو مادة خزفية لها القدرة على تحمل الحرارة , تكونت بواسطة اتحاد اليورانيوم مع ذرة كربون , رقم التسجيل CASهو 12070-09-6 وقد يتحد اليورانيوم مع أكثر من ذرة كربون ليكون كربيدات أخرى (UC) مثل UC رقم التسجيل له 12076-62-9 , UC2 رقم التسجيل له 12071-33-9 
يستخدم كربيد اليورانيوم وقود نووي في المفاعلات النووية المسرعة للجسيمات كما يستخدم ثاني أكسيد اليورانيوم وبعض مركبات اليورانيوم الأخرى , ويكون عادة على شكل كريات أو أقراص , وقد استخدم مؤخرا وقود للصواريخ النووية الحرارية , كمااستخدمت أمريكا أقراص كربيد اليورانيوم وقود للمفاعل الحصوي ذو الوحدات بدلا عن ثاني أكسيد اليورانيوم الذي تستخدمه ألمانيا في إصدارها .
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) .
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.
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؟
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.
فصل النظائر
تخصيب اليورانيوم
يورنكو
من أجل السماح الانتهاء في 2006 للمشروع المشترك مع شركة أريفا بشأن تكنولوجيا الأعمال لمجموعة شركات تكنولوجيا التخصيب (ETC) ،و لحاجة فرنسا إلى التمسك بمبادئ معاهدة ألميلو، من خلال معاهدة جديدة معاهدة كارديف التي تم التوقيع عليها في 12 يوليو 2005. وهناك شرط آخر لإتمام الصفقة هو الحصول على تصريح المنافسة من المفوضية الأوروبية. وقد منحت إياه في 1 يوليو 2006. شروط التخليص تتطلب التزامات معينة من يورنكو وأريفا لضمان أنهما سيبقيان المنافسين في مجال تخصيب اليورانيوم والذي ينص على ألا توجد معلومات حساسة تجاريا بين يورنكو وأريفا بحكم كونهما مساهمين مشتركين في مجموعة شركات تكنولوجيا التخصيب ETC .
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.
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.
كروموسوم
ويتم تخصيب بويضة المرأة المحتوية على الكروموسوم الجنسي X عندما يدخل الحيوان المنوي من الرجل ويلتحم بالبويضة. عندئذ هناك أحتمال بنسبة 50 % أن يكون الحيوان المنوي الذي خصب البويضة حاملا للكروموسوم X أو احتمال 50 % لأن يكون ذاك الذي يحمل الكروموسوم Y. فينتج عن اتحاد الكروموسومات القادمة من الرجل والقادمة من المرأة في البويضة المخصبة إما XX أو XY.
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.
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.