براي بهره‌برداري از انرژي هسته‌اي در نيروگاه‌هاي هسته‌اي، از عنصر اورانيوم غني شده به عنوان سوخت در راكتورهاي هسته‌اي استفاده مي‌شود كه ماحصل عملكرد نيروگاه، انرژي الكتريسته است. عنصر اورانيوم كه از معادن استخراج مي‌شود به صورت طبيعي در راكتورهاي نيروگاه‌ها قابل استفاده نيست و به همين منظور بايد آن را به روشهاي مختلف به شرايط ايده ال براي قرار گرفتن درون راكتور آماده كرد.‪

عنصر اورانيوم در طبيعت داراي ايزوتوپهاي مختلف از جمله دو ايزوتوپ مهم و پايدار اورانیوم۲۳۵ و اورانیوم۲۳۸ است. تمامي ايزوتوپهاي عنصر اورانيوم در هسته خود،داراي۹۲ پروتون هستند اما ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۸ در هسته خود داراي ۱۴۶ نوترونو ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۵ داراي۱۴۳ نوتروندر هسته خود است. اورانيوم ۲۳۵ مهمترين ماده مورد نياز راكتورهاي هسته‌اي(براي شكافته شدن و توليد انرژي) است.

 اما مشكل كار اينجاست كه اورانيوم استخراج شده از معدن تركيبي از ايزوتوپهاي ۲۳۵و۲۳۸ بوده كه در اين ميان سهم ايزوتوپ ۲۳۵ بسیار اندکاست و به همين علت بايد براي تهيه سوخت راكتورهاي هسته‌اي به روشهاي مختلف درصد اورانيوم ۲۳۵ رادر مقايسه با اورانيوم۲۳۸ بالا برده و بسته به نوع راكتور هسته‌اي به۲تا۵ درصد رساند و به اصطلاح اورانيوم را غني‌سازي كرد. درون راكتورهاي هسته‌اي، هسته اورانيوم ۲۳۵ به صورت كنترل شده شكسته شده كه در اين فرايند مقداري جرم به انرژي تبديل مي‌شود. همين انرژي سبب ايجاد حرارت(اغلب از اين حرارت براي تبخير آب استفاده مي‌شود) و در نتيجه چرخيدن توربينها و در نهايت چرخيدن ژنراتورهاي نيروگاه و توليد برق مي‌شود.

برنامه برق هسته ای

در نيروگاه‌هاي غير هسته‌اي، از سوزاندن سوختهاي فسيلي از قبيل نفت و يا زغال سنگ براي گرم كردن آب و توليد بخار استفاده مي‌شود كه يك مقايسه ساده ميان نيروگاه‌هاي هسته‌اي و غير هسته‌اي، صرفه اقتصادي قابل توجه نيروگاه‌هاي هسته‌اي را اثبات مي‌كند. به طور مثال،  براي توليد۷۰۰۰ مگاوات برق حدود ۱۹۰ میلیون بشکه نفتساليانه ميلونها دلار صرفه جويي به دنبال دارد و به علاوه ميزان آلايندگي زيست محيطي آن نيز بسيار كمتر است. پس از آشنايي با مفاهيم كلي انرژي هسته‌اي و مزاياي آن، با مراحل چرخه ی سوخت هسته‌اي آشنا مي‌شويم .

چرخه ی سوخت هسته‌اي عبارت است از: ۱- فراوري سنگ معدن اورانيوم ، ۲- تبديل و غني‌سازي اورانيوم ‪، ۳- توليد سوخت هسته‌اي ، ۴- بازفرآوري سوخت مصرف شده.

توضیحات کامل تر درباره ی چرخه ی سوخت هسته ای در بخش چرخه ی سوخت هسته ای آمده است.

چرخه ی هسته ای