铀是核反应堆的主要燃料，在世界许多地方都可以找到。为了制造燃料，铀被开采出来，并经过提炼和浓缩，然后才被装入核反应堆。
铀矿开采
在大多数岩石中，甚至在海水中，都能找到少量的铀。铀矿在许多国家运营，但85%以上的铀是在六个国家生产的：哈萨克斯坦、加拿大、澳大利亚、纳米比亚、尼日尔和俄罗斯。
历史上，常规矿山(例如露天或地下)是铀的主要来源。在采矿之后，我们会把矿石放在磨矿机中破碎，然后往磨矿机中加水，以产生细矿石颗粒和其他材料的浆料。最后用硫酸或碱性溶液浸出浆液以溶解铀，而剩余的岩石和其他矿物则不溶解。
但是，现在世界上一半以上的铀矿都使用一种称为原位浸出的方法，该方法可以在没有任何重大地面干扰的情况下完成开采。该方法把碱、酸或其他氧化溶液注入铀矿中循环，以把铀溶解在溶液中，最后再把铀溶液泵到地表上。然后，从矿井中提取的铀溶液被分离、过滤和干燥，制成氧化铀浓缩物，也就是通常所说的“铀黄饼”。
铀的浓缩
绝大多数的核反应堆使用同位素铀235作为燃料，然而它只占开采的天然铀的0.7%，剩下的基本上都是不参与核反应的铀238。为了使链式反应正常发生，我们必须通过一种称为铀浓缩的过程来增加铀235。这将使铀235的浓度从0.7%增加到3%到5%之间，这是大多数核反应堆使用的水平。
少数反应堆使用天然铀作为燃料，最著名的是来自加拿大的CANDU反应堆，这些铀不需要进行浓缩。
浓缩过程要求铀以气体形式存在。这是通过一种称为转化的过程来实现的，即铀氧化物在相对较低的温度下转化为一种不同的化合物：六氟化铀。六氟化铀被送入离心机，离心机有数千个快速旋转的垂直管，将铀235和稍重的同位素铀238分开。
离心分离机将铀分成两股：一股是铀235的富集气体，另一股是由含有较低浓度铀235组成的气体，这种铀被称为贫铀。贫铀可以用在装甲武器上，例如坦克。
核燃料的制造
浓缩铀被运送到燃料制造厂，在那里被转化成二氧化铀粉末。然后这种粉末被压成小燃料球团，加热后制成坚硬的材料。随后，这些颗粒被插入到燃料棒的细管中，然后将它们组合在一起，形成燃料组件。每个燃料组件使用的燃料棒数量从大约90个到超过200个不等，这取决于反应堆的类型。一旦装载完毕，燃料通常会在反应堆堆芯内停留数年。
1000兆瓦的压水堆每年需要大约27吨铀，这个规模大概是5万个燃料棒中装入800万个燃料球。相比之下，一个同等规模的煤电站需要250万吨以上的煤来产生同样多的电力。
