천연 우라늄 중에 겨우 0.72% 정도 함유되어 있는 우라늄 235 동위원소의 존재비(存在比)를 인공적으로 높이는 조작. 그 조작의 결과 얻는 것이 농축 우라늄이다.

제2차 세계대전 중의 맨해튼계획(원자폭탄 제조계획)에서 미국은 당시 알려져 있던 온갖 동위원소의 분리법을 시험했다.

그것은 핵분열성 핵종인 우라늄 235를 분리농축할 수만 있다면 용이하게 고성능 폭탄을 만들 수 있는 전망이 있었기 때문이다.

다음 [그림]은 우라늄 235의 농축도와 핵폭발을 일으키는 데 필요한 최소한의 질량(임계질량)의 관계를 나타내는 것으로 이것으로써 농축도 30% 이하에서는 실제로 핵폭탄재료로는 쓸 수 없음을 알 수 있다.

평화이용을 목적으로 하는 농축 우라늄의 추출에서 핵불확산을 목적으로 하여 농축도가 통상 20% 이하로 제한되는 것은 이 때문이다.

농축 우라늄의 제조방법으로서 가장 중요한 것은 가스확산법인데, 특수한 격막을 통해 기체를 확산시키면 기체분자의 질량비의 제곱근에 비례해서 동위원소의 분리가 이루어지는 것을 이용한다.

육플루오르화우라늄(UF)은 상압에서 기체가 되는 화합물이며 압축 때문에 온도가 올라가므로 조업온도는 60℃ 전후로 추정된다.

미국은 핵무기생산을 위해 이 방법에 의해 세 개의 거대한 농축공장을 23억 달러의 거액을 투입하여 건설했다.

그 능력의 합계는 1만 7200t 분리작업단 위에 달하며 자본주의권 전생산량의 95%를 차지한다.

1970년 이후부터 이 사실은 경수로가 세계의 원자로시장을 제패하는 원인이 되었다.

소련 · 프랑스 · 중국, 그 밖의 나라들도 가스확산법 공장을 가동하고 있다.

다음으로 공업화된 것은 원심분리법이며 세로형 원통을 고속으로 회전시키면 원심력의 작용으로 질량수가 큰 우라늄 238은 바깥쪽에, 우라늄 235는 안쪽에 모이기 쉬운 것을 이용한다.

가스확산법보다 분리계수(分離係數)가 훨씬 크며, 또 전기소비량도 1/10 정도가 될 것으로 추정된다.