L'uranium enrichi est l'uranium avec un pourcentage élevé de l'isotope U-235, qui ne représente environ 0,72% de l'uranium naturel. Uranium normal est appelé U-238, où le nombre signifie la quantité de nucléons (protons et neutrons) dans son noyau atomique. U-235 a une quantité inégale de protons et de neutrons, ce qui en fait légèrement instable et susceptible de fission (division) de neutrons thermiques. Obtenir le processus de fission de procéder comme une réaction en chaîne est à la base de l'énergie nucléaire et les armes nucléaires.
Parce que U-235 possède des propriétés chimiques identiques à l'uranium normal et est seulement 1,26% plus léger, séparant les deux peut être tout un défi. Les processus sont généralement assez et coûteux, ce qui explique pourquoi seuls quelques pays ont été en mesure de réaliser à l'échelle industrielle jusqu'ici énergivores. Pour rendre l'uranium de qualité réacteur, U-235 pourcentages de 3-4% sont nécessaires, alors que l'uranium de qualité doit consister en 90% d'U-235 ou plus. Il ya au moins neuf techniques pour la séparation de l'uranium, bien que certains travaillent certainement mieux que d'autres.
Pendant la Seconde Guerre mondiale, les États-Unis, lorsque les chercheurs ont d'abord poursuivent séparation isotopique, une série de techniques ont été utilisées. La première étape a consisté en la diffusion thermique. En introduisant un mince gradient de température, les scientifiques pourraient amadouer légers U-235 particules vers une région de la chaleur, et plus lourds U-238 molécules vers une région plus froide. Ce fut tout simplement la préparation du matériel d'alimentation pour la prochaine étape, la séparation isotopique électromagnétique.
La séparation isotopique électromagnétique implique la vaporisation de l'uranium et puis il ionisants pour produire ions de charge positive. L'uranium a été ionisé ensuite accéléré au pliée par un fort champ magnétique. Briquet atomes U-235 ont été déviés un peu plus, tandis que U-238 atomes un peu moins. En répétant ce processus plusieurs fois, l'uranium peut être enrichi. Cette technique a été utilisée pour faire partie de l'uranium enrichi pour la bombe Little Boy, qui a détruit Hiroshima.
Pendant la guerre froide, la séparation isotopique électromagnétique a été abandonnée au profit de la technique d'enrichissement par diffusion gazeuse. Cette approche a poussé gaz hexafluorure d'uranium à travers une membrane semi-perméable, qui a légèrement séparait les deux isotopes de l'autre. Comme la technique antérieure, ce processus aurait dû être effectué plusieurs fois pour isoler une quantité substantielle d’U-235.
Les techniques d'enrichissement modernes utilisent centrifugeuses. Les plus légers U-235 atomes préférentiellement légèrement poussé vers les parois extérieures des centrifugeuses, les concentrant où ils peuvent être extraits. Comme toutes les autres techniques, il doit être exécuté plusieurs fois à travailler. Systèmes complets qui purifient l'uranium de cette manière utilisent de nombreuses centrifugeuses et sont appelés cascades de centrifugeuses. La centrifugeuse Zippe est une variante plus avancée sur la centrifugeuse classique qui utilise la chaleur ainsi que de la force centrifuge pour séparer l'isotope.
D'autres techniques de séparation de l'uranium comprennent des procédés aérodynamiques, diverses méthodes de séparation par laser, la séparation du plasma, et une technique chimique, qui tire avantage d'une très légère différence de la propension des deux isotopes de changer de valence dans les réactions d'oxydation / réduction.