铀(Uranium)是原子序数为92的元素，其元素符号是U，是自然界中能够找到的最重原生元素。在自然界中存在三种同位素，均带有放射性，拥有非常长的半衰期（数十万年~45亿年）。铀在1789年由马丁·海因里希·克拉普罗特（Martin Heinrich Klaproth）发现。铀化合物早期用于瓷器的着色，在核裂变现象被发现后用作为核燃料。

铀（Uranium）处于元素周期表第七周期，是最为常见的锕系元素之一。其原子序数为92，也是天然存在的最重元素。自然界中的铀通常以三种同位素的形式存在：U-238（自然丰度99.275%，原子量238.0508，半衰期4.51×109a），U-235（自然丰度0.720%，原子量235.0439，半衰期7.00×108a)，和微量的U-234（自然丰度0.005%，原子量234.0409，半衰期2.47×105a)。其中235U是惟一天然可裂变核素，受热中子轰击时吸收一个中子后发生裂变，放出总能量为195 MeV，同时放2~3个中子，引发链式核裂变；238U是制取核燃料钚的原料。由于铀-235用于核反应堆和核武器中的裂变，天然铀必须采用同位素分离法浓缩铀-235。浓缩的副产品称为“贫化铀”，含有少于1/3的铀-235和铀-234。铀在地壳中平均含量为 2.5×10-6，总埋藏量虽然比金、银、汞、钨、钼、锑、铋等还要多，但是，铀在地下的埋藏十分分散，被称作“分散元素”。

人类最初使用天然含铀化合物的历史可以追溯到公元79年，当时它被用作陶瓷釉料中的黄色着色剂。在中世纪晚期，沥青铀矿是从银矿中提取出来的，并被用作玻璃制造业的着色剂。这些铀矿物和玻璃在紫外线的照射下能发出强烈的绿色荧光。

直到1789年，铀元素才被德国化学家马丁·克拉普罗特首次发现。他在柏林实验室中将沥青铀矿溶解在硝酸中，接着通过氢氧化钠中和沉淀法得到一种黄色化合物（可能为重铀酸钠），再将其与碳进行混合加热，最终得到一些黑色铀的氧化物粉末，并以1781年发现的天王星（Uranus）来命名此种新元素，即Uranium。

事实上铀的金属单质直到1841年才由巴黎中央工艺学校分析化学教授尤金·梅尔希奥·皮里哥通过将四氯化铀和钾一同加热分离得到。然而，当时的人们并没有认识到铀的放射性。

1896年，法国物理学家亨利·贝可勒尔首次发现了铀具有天然放射性衰变的性质，即铀在衰变的时候会释放出α粒子（铀的几个常见同位素衰变时主要释放的是自由程极短的阿尔法粒子α，并不是危险的伽马射线γ）。与此同时，铀的放射性的发现也促进了它在更多的科学及生活中的应用。例如，利用U-238和U-235极长的半衰期可估算和测定出地球的年龄大约在45.4亿年；通过观察C31082-001恒星中U-238的光谱，可推算出宇宙的年龄大约为125亿年。

1938年圣诞节前夕，德国科学家奥托·哈恩及其助手斯特拉斯曼首次宣布发现了铀的核裂变现象（铀的衰变放射性并无直接关系）。这一发现彻底改变了铀的命运，同时对人类社会产生了深远的影响。自此以后，铀从默默无闻华丽地转变为显著影响着当今政治、军事、能源、环境等各大领域的战略性资源。

美国为此设立了专门研究原子弹的机构。1945年美国在日本广岛投掷了第一颗235U原子弹，几天后又在日本长崎投下了一颗239Pu原子弹。1954年苏联建成了第一座核电站。从此，铀的科研和生产受到世界各国的高度重视，核武器制造和核发电工业便得到迅速发展。中国的铀工业自20世纪50年代兴起，已形成完整的和具有相当规模的科研和工业生产体系 。

2023年4月，日本和韩国科学家合成了一种以前未知的铀同位素——铀-241。其原子序数为92，质量为241，半衰期可能只有40分钟，这是自1979年以来科学家首次发现富含中子的铀同位素。

铀是放射性金属元素，可作为核反应的燃料。铀是银白色金属，几乎与钢一样硬，密度约18.95 g×cm-3，熔点1135 ℃，沸点4134 ℃。铀原子半径为138.5 pm；U3+、U4+、U5+、U6+的离子半径分别为103、97、89及80 pm。铀的电负性据鲍林（Pauling）测定为1.38；阿尔勒德（Allred） 和罗切夫 （Rochow） 测定为1.22 。

铀存在三种同素异形体，其存在温度和主要结构特征列于表中。α-U在室温时的密度为19.02 t/m3。α-U和β-U呈明显的各向异性，如在298～523 K之间，α-U单晶沿a、b、c轴热膨胀系数分别为αa = +33.24×10-6/K、αb = -6.49×10-6/K、αc = +30.36×10-6/K。γ-U有各向同性结构。无序排列的多晶铀在293～373 K范围的热膨胀系数等于16.3×10-6 /K。在5～350K之间的比热为27.66 J/（mol·K）。α-U的热导率随温度提高而增加，室温下为25.1 W/（m·K），1033 K时为37.7 W/（m·K） 。

铀的力学性质随试样炉号和热处理的不同而异。对α轧制α退火的试样，得到室温最大屈服强度为206.8-275.8 MPa，对小变形量挤压铀，室温抗拉强度极限为586.1～861.8 MPa 。铀有三种晶格结构： α-U为斜方结构，a=284.785 pm，b=585.801 pm，c=494.553 pm；β-U为正方结构，a=1076.0 pm，c=565.2 pm；γ-U为体心立方结构，a=352.4 pm。它们的转换温度为941 K（α→β）和1047 K （β→γ） 。

铀的重要物理性质列于下表 。

铀是Ⅲb族锕系放射性化学元素，符号U，原子序数92，相对原子质量238.03，是原子序数和相对原子质量最大的天然元素 。铀在工业上常用活泼金属 Mg或Ca 还原四氟化铀来制备,

铀在常温下是银白色的致密金属 ，铀的新切面呈发亮的钢灰色，但在室温空气中逐渐生成黑色氧化膜 。金属铀在空气中会变暗，可被蒸汽和酸腐蚀，但耐碱腐蚀。铀能溶于HNO3，形成硝酸铀酰，溶于盐酸生成UCl3，

铀通常不与碱作用，但在碱中加人H2O2则铀能溶解并生成过铀酸盐。

铀原子的外电子层构型为[Rn]5f36d17s2，5f36d17s2壳层为价电子。铀有+3、+4、+5、+6四种价态，以+4和+6价态为主 。铀是正电性很强的活泼元素，与几乎所有非金属元素（惰性气体除外）反应生成化合物，常以U3+、U4+、UO2+和UO22+离子形式存在。

铀与沸水反应有氢气生成,与高温水蒸气反应时生成的氢气将进一步与金

属铀作用，并且铀与氢在250 ℃时发生可逆反应生成UH3。

铀-氧系比较复杂，在UO2～UO3间存在多种相，重要的氧化物有UO2、U3O8和UO3。其中UO2是当前应用最广泛的核燃料。

铀与卤素生成核燃料制备工艺中重要的化合物。如UF4是生产金属铀和UF6的中间产物。UF6的三相点为337 K，是气态铀同位素分离的原料。碳化铀、氮化铀和硅化铀被认为有希望的核燃料 。

铀能与大多数非金属元素及其化合物发生反应，反应的温度和反应速度随铀的粒度而异。铀在室温的空气或氧气中能自燃，细粒铀在水中亦能自燃。在一定条件下，铀氧化放出的能量可引起爆炸。铀粉尘的爆炸浓度下限为5.5×10-2 mg/cm3。

铀能与许多金属，例如铌、铪、锆、钼及钛，生成固溶体 。

天然铀含有三种同位素：238U、235U和234U，它们的含量分别为99.28%（238U）、0.71%（235U）和0.006%（234U），半衰期分别为（238U）4.51×109、（235U）7.09×108和（234U）2.35×105年。其中以235U为最重要，是目前核动力的燃料。一个235U核吸收一个热中子发生裂变时放出约2.5个中子，并释放出195 MeV能量

1 kg235U核裂变放出的能量相当于燃烧2700吨煤所产生的能量 。根据反应堆堆型及其工作条件，核燃料可采用天然铀或富集铀。用气体扩散法、离心法或激光法等分离铀同位素，可使U的富集度达到90%以上。U俘获中子后转变成易裂变的Pu（钚）。Pu也是制造核武器的主要原料 。

在25 km地壳内含1014 t铀，其中海水含1010 t，每吨海水平均含铀3.3 mg。自然界存在几百种含铀的矿物，但大多是贫矿，所以经济地大量开采很困难。目前，经济上有开采价值的铀矿含U3O8量为0.1%左右。如果发展快中子增殖堆，则铀资源利用率可比压水堆提高60～70倍 。

铀同位素中存量最多的是238U，再者是可用作核能发电的燃料的235U，丰度最少的是234U。此外还有12种人工同位素。

铀的热中子吸收截面为7.60b ± 0.07b。铀的同位素（包括同核异能素）有15种，其质量数从227至240，其中有三种天然同位素，其余为人工合成，组成列于下表 。

235U为锕铀衰变系的始祖核素，238U为铀镭系的始祖核素，234U是238U的衰变系产物 。235U是惟一天然的可裂变核素。235U核素受热中子轰击，吸收一个中子后发生裂变（诱发裂变）。一个235U核在裂变时放出的总能量为195 MeV，同时放出2～3（平均2.5）个中子。只要其中一个中子引起另一个235U核发生裂变，链式核裂变就会持续进行下去。238U不是裂变核素，但238U在反应堆活性区吸收中子后生成239U，239U再经两次β衰变生成能裂变的Pu。因此，可以利用快中子增殖堆充分发挥238U的作用，提高天然铀的利用率 。

自然界里234U不会发生核裂变，通常，238U也不会发生裂变，只有235U易发生核裂变，核燃料主要指235U。235U半衰期为7.038×108年，从235U开始，经过11次连续衰变，最后出现稳定的207Pb。238U半衰期为4.468×109年，从238U开始，经过14次连续衰变，最后产生稳定的206Pb-206。238U连续衰变中，核半衰期最长的是234U，它的半衰期是2.45×105年 。

235U、233U和239Pu是主要的核裂变物质，可直接做核燃料，它们能大量获得、并易吸收慢中子（能量小于1eV）并发生裂变。235U存在于自然界，233U和239Pu要靠核反应堆生产。235U、233U 和239Pu，任何能量的中子均可使它们分裂、释放能量；对235U来说，速度越慢的中子越易引起裂变。238U吸收一个中子，也可转变为裂变物质 。235U和238U都能自发裂变，但后者自发裂变的几率很小。

U-235裂变

研究表明，235U吸收慢中子后，有40多种裂变方式，至少能生产36种元素的300多种核素和快中子（平均2.5 个），并释放巨大能量。铀核裂变生成物除中子外，通常有两种（两分裂）裂变物，还有三种（三分裂）和四种裂变物（1946 年，我国物理学家钱三强等在法国发现），“三分裂”几率极小。统计表明，235U裂变发射的中子能量（动能）在 0.1-20M eV范围，平均为2M eV。

235U结合能小，核裂变势垒较低，任何能量的中子都能使它裂变，其中热中子（慢中子的一种）反应堆里，235U热中子裂变截面比238U的热中子裂变截面要大200 倍。这样，就会有足够数量的中子引起235U核裂变，这可弥补天然铀或浓缩铀中235U含量较少之弱点；这种反应堆工作时，铀的利用率为1%-2% 。

U-238裂变

238U（240Pu、232Th）裂变是有阀的，小于1.1 MeV的中子会被其吸收或散射，不能引发裂变；较大能量的中子才能使它们裂变，但可能性又极小。238U结合能较大，裂变势垒较高，能量超过1.4MeV的快中子才能使它裂变，释放的中子能量较大。研究显示，238U在几MeV以上有很多共振吸收峰，其裂变几率随中子能量增大而增大。238U不易产生裂变，但吸收中子后能变成239Pu和233U等较好的核裂变物质。热中子被238U俘获的几率是热中子使235U裂变几率的1/190左右。快中子同238U核的主要作用是非弹性碰撞，大部分中子都是通过非弹性碰撞降低能量，再在多次碰撞中被238U核吸收 。

铀有多种化合物，主要铀化合物的化学式、存在形态和用途列于下表

铀矿物按成因可分为原生铀矿和次生铀矿两大类。除沥青铀矿外，原生铀矿均存在于伟晶岩中，原生矿物经风化和热液作用易转变成各种次生矿物。铀矿的成因、产状、含铀量及伴生矿物和围岩均会影响到铀矿的加工工艺。已发现的铀矿物和含铀矿物约有500多种。其中常见并具有工业实用价值的仅二三十种。下表所列为重要的铀矿物 。

此外，含铀的磷酸盐矿、褐煤、页岩、铀矿水、含铀铜废石堆浸液和海水等都可成为提铀的原料。例如，1988年美国从湿法磷酸等副产品中回收的铀达1500 t，约占其总产量5190 t铀的29% 。

各国铀矿开采情况：

加拿大：萨斯喀彻温省的阿萨巴斯卡盆地是全球最重要的铀矿产区之一，拥有多个铀矿矿，例如 McArthur River、Cigar Lake 和 Key Lake。

澳大利亚：澳大利亚的 Ranger 矿和 Olympic Dam 矿拥有大量铀矿矿床。 其他著名的采矿地点包括南澳大利亚的贝弗利矿和蜜月矿。

美国总部：美国拥有多个铀矿，包括新墨西哥州的格兰茨铀矿区和怀俄明州的粉河盆地，那里发现了铀矿。

纳米比亚：纳米比亚的 Rössing 和 Husab 矿以其铀矿矿床而闻名。

哈萨克斯坦：作为全球最大的铀生产国之一，哈萨克斯坦拥有多个铀矿开采地点，包括 Inkai 和 Tortkuduk 矿。

尼日尔：尼日尔的 Arlit 和 Akouta 矿是铀矿的重要来源。

铀的提取冶金具有三个特点。第一，铀矿石的品位很低，一般含铀（238U+235U） 0.1%～0.2%，而其中235U仅为0.0007%～0.0014%，为获得核纯铀，必须经过一系列富集、提纯过程。第二，核纯金属铀需再经同位素分离，制成不同丰度的浓缩235U。第三，工艺过程繁杂，并存在辐射危害问题。因此，铀生产技术难度大，安全防护要求严格 。

（1）铀提取。包括铀矿石的浸出、液固分离、富集、提纯（常用离子交换或溶剂萃取法）及沉淀产物热分解制取核纯UO2或U3O8。

（2）四氟化铀制取。将UO2（U3O8可用氢还原成UO2）氢氟化成四氟化铀（绿盐）。

（3）金属铀制取。用金属钙或镁将UF4还原成金属铀，金属铀再经精炼、浇铸、加工、锻造（或挤压）成形、包壳等处理制成天然铀的反应堆元件，供生产裂变元素239Pu用 。

（4）六氟化铀制取。将UF4氟化成UF6。

（5）铀同位素分离。利用235U与238U质量之间的微小差异，通过对UF6的气体扩散（或离心分离），制取不同丰度的浓缩235UF6。

（6）制取含浓缩235U的金属铀。将浓缩235UF6经氢还原成235UF4，再转化成浓缩235UO2。用钙或镁还原235UF4制成含浓缩U的金属铀 。

（7）铀燃料元件加工。将浓缩UO2或金属铀进一步加工制成反应堆燃料元件或其他最终产品。

铀材料里235U的含量高于 0.7%即称为浓缩铀。核燃料和原子弹使用的铀材料都需提炼、浓缩，使之达到一定的纯度。比如，制造一颗原子弹至少需 20-50 千克的高浓缩铀（也可用钚造原子弹），其浓缩纯度应达到 90%以上。

浓缩铀同位素目的即提高235U相对于238U等的相对丰度（浓度），使天然235U的相对含量高于0.7%的铀，即浓缩铀，铀燃料中235U的含量达到3%以上才有可能持续“燃烧”；浓缩铀有：3%、3.5%、20%浓缩铀等品种。国际原子能机构界定：235U丰度为3%的铀材料属核电站用低浓缩铀（工业级核燃料），常是铀盐或氧化铀；丰度大于80%的铀材料为高浓缩铀，丰度大于90%的则是武器级（军用）高浓缩铀，主要用于制造核武器；另一种划分是：高浓缩铀（丰度在 20%以上），低浓缩铀（2%- 20%，商用浓缩铀）、微浓缩铀（0.9%- 2%）和武器级浓缩铀（90%以上）。铀浓缩浓度达到20%是一节点与难关，由此再提高铀浓缩度则是一相对容易实现的过程 。

不论是和平利用核能，还是制造核能武器，浓缩铀都是必需的。至2006年11月，世界上运行或在建的470座商业核电反应堆大多是以浓缩铀为燃料；到2010年，全球至少已有1600吨高浓缩铀（还有500 吨钚），我国是世界上第四个（美、英、苏后） 独立掌握浓缩铀生产技术的国家；20世纪60年代前期，我国先后建立了衡阳铀水冶厂和兰州气体扩散厂，获得了浓缩铀（1958年5月，兰州始建我国首座铀浓缩生产企业，它先后为我国的第一颗原子弹、第一颗氢弹、第一艘核潜艇和第一座核电站，提供了优质核燃料）。

（1）铀浓缩技术

工业规模分离铀同位素的技术（适用于提高U-235 浓度）有气体扩散法、气体离心法、离子交换法以及蒸馏法、电解法、电流法、液体热扩散法、电磁分离法和激光分离法等。这些浓缩方法，工艺过程都复杂，投资大、耗能高、且产量低，即生产铀燃料成本较大。

这是最早、最成熟的浓缩方法，也是商业开发的第一种浓缩方法，它据分子渗透、扩散原理，利用不同质量铀同位素转化为气态时运动速率的不同而进行分离。该技术的核心是多孔扩散分离膜。我国于1964年研制出优质的分离膜元件（时称甲种分离膜，该技术获1984 年国家发明一等奖）。分离膜是每平方分米有数百万个超微细孔的多孔薄金属板或薄膜，将这些薄膜（板）卷成管子并装在密封的扩散器里，当UF6气体加压送到由这些管子组成的级联装置中，混合气体便会逐渐被分离。该方法扩散、浓缩过程需要几千个连续的级联装置，连续扩散可将UF6混合气体里含238U的分子与含235U的分子分离，再用化学方法处理已浓缩的UF6-235U气体分子，进而获得235U。这种方法铀浓缩的效率不高、能耗大。

气体离心法也适用于处理铀的混合液体或铀蒸汽，它使用独特设计的离心机使气体或液体能不间断地在各个离心机中流动，可连续运转加工铀气流或铀液体流。当前，浓缩铀常用这种机械式分离法。此法中，真空高速离心机是关键设备，国际上常把有无该设备作为判断一个国家是否进行核武器研究的标志。与气体扩散法相比，气体离心法工效较高、所需电能大幅减少，所以该法已被大多的浓缩铀工厂采用。通常，气体离心机厂需要几千台高速真空离心机连续、长期地工作才能得到武器级浓缩铀等。

激光分离法

气体离心法浓缩成本较高、效率也不理想，先进的浓缩法是激光分离法。利用激光浓缩铀，能降低生产成本。其原理基于激光有较好的单色性和原子核的同位素光谱位移等。各同位素原子核的中子数不同，它们的能级会发生同位素位移，发出的辐波长会有小差异。激光的单色性好，这样能做到用和某同位素原子核的辐射波长相同的激光去激发其中的某种原子，而不会把其他同位素原子一起激发，即用激光可单独地把同位素原子团中的某同位素原子先电离；再用电场将电离的原子从同位素混合物中单独分离出来，将这些原子激发到高能级；最后利用高能级的原子和基态的原子参加化学反应的活力不同，通过化学反应法便可把它分离，聚集后就获得了所需的同位素原子。

激光分离技术现有激光原子法和激光分子法，原子法浓缩技术较成熟，已处于生产应用阶段。分子法浓缩法还未达到生产阶段；从发展潜力看，分子法则比原子法优越。分子法浓缩用的原料是铀的分子化合物，原料来源较丰富，且分离过程不需加热；原子法浓缩则需加热到2000多摄氏度，高温铀蒸气有很强的腐蚀性。相对而言，分子激光法生产设备较简单，成本较低。分子激光法只能用于浓缩UF6，不适于纯化、浓缩金属钚（制造原子弹等更好的核材料）的化合物；原子激光法既能浓缩金属铀，也能浓缩金属钚。可见，分子激光法比原子激光法在防核扩散方面会有利一些。

气体动力学法

该技术将UF6气体与氢或氦的混合气体经过压缩高速通过一个喷嘴，然后穿过一个特定的曲面，这样便可获得从铀的混合气体中分离235U同位素的离心力。气体动力学分离法为实现浓缩纯度所需的级联比气体扩散法少，但它需大量的电能。UF6与氢的混合气体在离心机中的涡流板上高速离心旋转后，UF6气体浓缩流和UF6气体贫化流分别由两条管道流出；处理收集的已经多次分离的UF6气体浓缩流，最后可得到浓缩铀。

电磁分离法

铀同位素电磁分离浓缩技术，基于电离的原子在磁场作圆周运动时，质量不同的离子因旋转半径不同而被分离。它是使铀同位素原子离子同时穿过电磁体的磁场，由于235U圆周运动半径与235U不同而被分离。这是20 世纪40年代初使用的技术，伊拉克20世纪80年代的实验研究表明，该技术与当代电子学结合能生产武器级铀材料。

离子交换法

铀的几种同位素在质量上的微小差异，能引起化学反应平衡的小的变化，这可用来作同位素分离的基础。该方法有两种工艺过程：液—液化学交换过程和固—液离子交换过程，后者须用直径大于1米离子交换柱，这是一耐腐蚀、耐高压的圆筒状柱。1964年10月，我国爆炸的第一颗原子弹就是用此法浓缩的235U制造而成的。当时，以放射化学家杨承宗（1951年6月，他获得巴黎大学理学院博士学位，其答辩通过的博士论文就是《离子交换法分离放射性元素的研究》）为首的我国科研人员，在通州“五所”（铀浓缩研究所）利用离子交换法纯化处理了上百吨各种土法冶炼生产的重铀酸铵。经过两年多的奋战，他们生产出了2.5 吨符合原子弹原料要求的纯铀化合物，提前3个月为我国成功试爆原子弹提供了核心物质。

1942年前铀主要用作玻璃和陶瓷的着色剂，用量很少。随着235U链式核裂变反应的被发现，核裂变释放的巨大能量 （1kg 235U释放的裂变能相当于1800 t TNT炸药）引起人们的注意，首先用于制造原子弹、氢弹 。

铀核反应堆从50年代后期开始，铀被越来越多地用作核发电的核燃料。此外，铀核反应堆也可用作辐照源，用于农业辐照育种、食品工业食品保鲜和灭菌，也可用于生产人造元素。在医药方面用于放射治疗、放射免疫药盒、造影诊断等，在工业和地质等方面用于工业探伤、自动控制、地质勘探和文物考古等 。

科学研究及工业实践证明，铀是惟一的一次天然核燃料，核能工业必须依靠铀。由于核能工业具有和平和军事应用两种目的，因此铀便成为一种特殊商品金属，其生产受到政治、社会和经济多种因素的影响。20世纪40～50年代，铀主要用于核武器，50年代以后主要用于核发电。国际市场每公斤U3O8的价格从1978年初的97美元降至1990年的19.84美元。西方国家铀年产量亦由1980年的43960 t降至1985年的35278 t。但在这段时期内，核电站发展迅速，1980年装机总容量为1.35亿kW，1989年增至3.18亿kW。1985年铀的年产量低于核发电的需要量 。

原子弹

原子弹蘑菇云把常规炸药有规律地安放在铀的周围，然后使用电子雷管使这些炸药精确的同时爆炸，产生的巨大压力将铀压到一起，并被压缩，达到临界条件，发生爆炸。或者将两块总质量超过临界质量的铀块合到一起，也会发生猛烈的爆炸。临界质量是指维持核子连锁反应所需的裂变材料质量。不同的可裂变材料，受核子的性质（如裂变横切面）、物理性质、物料形状、纯度、是否被中子反射物料包围、是否有中子吸收物料等等因素影响，而会有不同的临界质量。刚好可能以产生连锁反应的组合，称为已达临界点。比这样更多质量的组合，核反应的速率会以指数增长，称为超临界。如果组合能够在没有延迟放出中子之下进行连锁反应，这种临界被称为即发临界，是超临界的一种。即发临界组合会产生核爆炸。如果组合比临界点小，裂变会随时间减少，称之为次临界。核子武器在引爆以前必须维持在次临界。以铀核弹为例，可以把铀分成数大块，每块质量维持在临界以下。引爆时把铀块迅速结合。投掷在广岛的“小男孩”原子弹是把一小块的铀透过枪管射向另一大块铀上，造成足够的质量。这种设计称为“枪式” 。

铀是核反应堆的主要燃料，必须以安全、可持续的方式妥善管理。最近几年，全球天然铀年产量在5.5万至6.5万吨金属铀之间，与燃料需求基本相当。此外，据研究，也可以用钍作为核燃料的潜在替代来源。

铀及其化合物均有较大的化学毒性，空气中可溶性铀化合物的允许浓度为0.05 mg/m3，不溶性铀化合物的允许浓度为0.25mg/m3，人体对天然铀的放射性允许剂量，可溶性铀化合物是7400 Bq，不溶性铀化合物是333 Bq 。

铀及其化合物既会放出危害生物的射线，又有化学毒性，在生产过程中必须采取安全防护措施。安全防护措施的主要内容包括严防粉尘及氡气进入人体；使生产场地的辐射剂量低于放射性卫生防护规定的限值；排放的三废经处理后必须达到国家规定的排放标准。要注意浓缩铀产物临界安全 。

2020年6月9日，生态环境部辐射源安全监管司为规范铀转化、铀浓缩设施的设计、建造、调试、运行，加强铀转化、铀浓缩设施安全管理工作，组织制定核安全导则《铀转化和铀浓缩设施的安全》。2021-05-28，正式发布《铀转化和铀浓缩设施的安全》，进一步完善我国核与辐射安全法规体系。