鈾同位素分離，是指從鈾235含量較低的鈾同位素混合物中，分離提取得到鈾235含量較高的鈾同位素混合物的技術(shù)。
　　鈾235（U-235），放射性同位素，是一種重要的核燃料，能夠發(fā)生可控裂變。天然鈾中，鈾235的含量通常在0.7%左右，無法直接用作核燃料，需要與其他同位素分離，使鈾235濃度提高。在核電站中，鈾235的豐度需要達(dá)到3%。鈾同位素分離在核電站用核燃料制備領(lǐng)域地位重要。
　　天然鈾中，主要成分是鈾238，為提高鈾235濃度，可以采用氣體擴(kuò)散法、氣體離心法、噴嘴法、化學(xué)交換法、激光法等鈾同位素分離方法進(jìn)行濃縮�，F(xiàn)階段，具有工業(yè)價(jià)值、能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用的鈾同位素分離技術(shù)主要是氣體擴(kuò)散法、氣體離心法、激光法。
　　氣體擴(kuò)散法較早被開發(fā)問世，以天然鈾轉(zhuǎn)化的六氟化鈾（UF6）氣體為原料，基于不同氣體分子質(zhì)量不同熱運(yùn)動(dòng)速率存在差異的原理，利用擴(kuò)散膜對(duì)六氟化鈾氣體進(jìn)行分離，其中質(zhì)量較輕、速率較快的鈾235通過擴(kuò)散膜幾率更大，以此實(shí)現(xiàn)鈾同位素分離、鈾235富集，此法技術(shù)成熟，但能耗高、成本高。
　　氣體離心法同樣以六氟化鈾氣體為原料，基于氣體分子質(zhì)量不同壓強(qiáng)分布存在差異的原理，利用高速離心機(jī)，在離心力作用下，分子質(zhì)量較輕的鈾235聚集在轉(zhuǎn)子周圍，而分子質(zhì)量較重的鈾238則在距離轉(zhuǎn)子較遠(yuǎn)的地方聚集，以此實(shí)現(xiàn)鈾同位素分離、鈾235富集，此法可以獲得高濃度鈾235，與氣體擴(kuò)散法相比能耗大幅降低，但設(shè)備研制難度大。
　　激光法，基于不同原子/分子吸收光譜存在差異、激光束對(duì)同位素原子/分子具有選擇性激發(fā)特性的原理，利用特定波長(zhǎng)的激光選擇性激發(fā)鈾235，再采用物理或化學(xué)方法將鈾235從鈾同位素混合物中分離出來，以此實(shí)現(xiàn)鈾同位素分離、鈾235富集，此法技術(shù)難度大，但法成本低、能耗低、鈾235分離效率高，多個(gè)國(guó)家將其視為鈾同位素分離新技術(shù)，相關(guān)研究成果不斷增多。
　　我國(guó)核工業(yè)發(fā)展迅速，核電站相關(guān)技術(shù)與裝備開發(fā)制造能力已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，核電裝機(jī)容量不斷增大，核能綜合利用技術(shù)路線日益多樣化，在此背景下，核燃料需求持續(xù)增長(zhǎng)，鈾同位素分離重要性突出。我國(guó)鈾礦勘探能力不斷提升，鈾礦已探明儲(chǔ)量不斷增多，因此國(guó)家對(duì)鈾同位素分離行業(yè)發(fā)展極為重視，新版《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2024年本）》，將先進(jìn)的鈾同位素分離技術(shù)開發(fā)與設(shè)備制造列為鼓勵(lì)類項(xiàng)目。