غنی سازی اورانیوم
سنگ معدن اورانیوم از دو ایزوتوپ 235 به مقدار 7% و اورانیوم 238 به مقدار 4% تشکیل شده است . سنگ معدن را ابتدا در اسد حل می کنند و با ترکیب با عنصر فلوئور (F) به مولکول هگزا فلوراید اورانیوم (UF6) تبدیل می کنند که به صورت گاز است .
هگزا فلوراید اورانیوم طبیعی گازی شگل را از برجهائی عبور می دهند که جدار آنها متخلخل است منافذ موجود در جدارۀ متخلخل قدری فراختر از شعاع اتمی یعنی در حدود 3/5 انگستروم (0/000000025 سانتیمتر) است و به این علت اورانیوم غنی شده به دست می آورند .
پرخرج ترین مرحلۀ تهیه سوخت اتمی ، مرحلۀ غنی سازی ایزوتوپ هاست ، زیرا از هزاران کیلوگرم سنگ معدن اورانیوم 140 کیلوگرم اورانیوم طبیعی به دست می آید که فقط یک کیلوگرم اورانیوم 235 خالص در آن موجود است .
برای تهیه و غلیظ سازی اورانیوم تا حدود 5% حداقل 2000برج متخلخل با ابعاد به نسبت بزرگ و پی در پی لازم است . نسبت ایزوتوپ از برجی به برج دیگر به مقدار 0/1% افزایش می یابد .
زمانی که نسبت اورانیوم 235 به اورانیوم 238 به 5% رسیده باشد باید برای تخلیص کامل از سانتریفوژهای بسیار قوی استفاده نمود و برای هر نیروگاه اتمی ، اورانیوم طبیعی و یا اورانیوم غنی شده بین 1% تا 5% کافیست . ولی برای تهیه بمب اتمی حداقل 5 تا 6 کیلوگرم اورانیوم 235 صد در صد خالص لازم است .
برای تهیه بمب اتمی در منابع نظامی ازین روش استفاده می شود و بمبهای اتمی را از پلوتونیوم 239 تهیه می کنند ، که ترکیب و تخلیص شیمیائی آن بسیار ساده تر است .
پلوتونیوم را در نیروگاههای بسیار قوی می سازند که تعداد نوترونهای آزاد شده در آنها در ثانیه و به ازای هر سانتیمتر مربع بیش از صدها هزار میلیارد نوترون است .درین نیروگاهها ، ایزوتوپهای اورانیوم 238 که شکست پذیر نیستند و جاذب نوترون کم انرژی اند ، هر یک تعدادی از نوترونهای حاصل از یک شکست اورانیوم 235 را جذب می کند و به اورانیوم 239 تبدیل می شوند .
ایزوتوپ 239 اورانیوم بسیار ناپایدارست . و در درون هستۀ ناپایدار 239 یکی از نوترونها خود به خود به پروتون تبدیل می شود ، بنابراین به تعداد پروتونها یکی اضافه می شود و عنصر جدیدی به نام پنتونیوم به وجود می آید که 93 پروتون دارد . این عنصر نیز ناپایدارست و یکی از نوترونهای آن خود به خود به پروتون تبدیل می شود و به تعداد پروتونها یکی اضافه می شود و عنصر پلوتونیوم با 94 پروتون به وجود می آید .
خـدا