在整个核燃料循环中，铀浓缩的成本占了几乎一半，这大约是5%的总发电成本。而且，在过去它也是核电排放温室气体的主要来源——使用烧煤的电力来进行铀的浓缩。因而减低核电发电成本、减少温室气体的排放仍有待浓缩技术的发展。

天然铀中的铀235与铀238化学性质基本相同，唯一不同的是质量有微弱的差别，所以对铀235的浓缩就是利用这一微弱的质量差。

铀矿石开出来以后，要经过选矿、破碎、浸出等过程制成的初级产品，即黄饼。黄饼作为初级产品可在国际市上买卖。黄饼通过氢氟化法或萃取方法，再转化成四氟化铀，最后再制成六氟化铀。因为六氟化铀沸点低，在常温下呈气态，热稳定性很高;它的另 一元素氟不仅原子量较小，且只有一种天然核素。因此 选择六氟化铀作为浓缩铀的工作介质。

浓缩技术的发展

铀浓缩技术最早在著名的“曼哈顿计划”中实施，虽然这一计划涉及到英国、美国、加拿大等多处场地，但铀浓缩活动大部分在美国田纳西州的橡树岭进行。

一开始使用的是电磁分离法，主要原理是利用U-235与U-238质量间的微量差异，在磁场作用下弯曲程度的差异而将其分离。当时在橡树岭的东南部建造的Y-12电磁分离厂共有1152台铀同位素分离器，它们塞满了9栋大楼。用这种方法终于生产出以公斤计的铀235。铀同位素分离器利用美国政府下属的田纳西河谷管理局提供的磁铁和电为原子弹分离出可裂变的铀—235。

Y-12浓缩铀项目的α1“跑道”状铀235电磁分离装置

气体扩散分离

气体扩散厂K-25的开工时间比电磁分离厂晚得多，但后来成为曼哈顿计划中铀浓缩的主要方法。气体扩散的原理是用泵将六氟化铀气体抽过大约4000多层金属薄膜筛，每个筛子都有无数个微小（小于百万分之一厘米）的小孔，铀235形成的六氟化物分子量较小，因此可以以较快的速度通过筛孔。美国的实践证明，气体扩散法能够用来大规模生产铀235。但气体扩散法的缺点是分离系数小，工厂规模大，耗电量惊人，成本很高。

近年来,气体扩散分离约占世界的25%浓缩能力。然而,尽管他们被证明耐用和可靠,大部分的气体扩散厂达到其设计的使用寿命,取而代之的是更节能的离心浓缩技术。

Georges Besse 一期铀浓缩厂于2012年关闭

离心分离技术

离心方法在曼哈顿计划之时虽然已经发现，但是并未商业化。其原理则是用离心机将铀235和铀238的混合物高速旋转（每分钟上万转到上百万转），铀238较重而被逐渐甩到外层，然后车削掉最外面极薄的一层纯铀238，随后不断重复这一过程，以获得丰度较高的铀235的方法。

与气体扩散技术一样，离心分离法也是利用UF6气体微弱的质量差进行分离。20世纪60年代，美国对原本放弃的离心分离技术作为第二代铀浓缩技术进行开发和利用。

目前，离心分离技术已经是商业化度较高的一种浓缩技术，俄罗斯的四座铀浓缩厂占全球40%的份额，欧洲的Urenco在英国、瑞士、德国和美国也建有离心分离浓缩厂。

我国早期用于工业化生产的铀浓缩技术是扩散法，是通过引进俄罗斯的离心机建成两座500 t SWU/a的离心分离工厂，我国还在研制先进的离心机。目前，我国已成功实现铀浓缩离心机的国产化，成为全世界第三节能自制离心机的国家。