Aby w reaktorze lekkowodnym możliwe było zastosowanie paliwa uranowego, konieczne jest wzbogacenie go w izotopy rozszczepialne z 0,7% do około 3-3,5%.

W procesie wzbogacania wykorzystuje się różnicę w ciężarze izotopów: rozszczepialnego ²³⁵U i nierozszczepialnego ²³⁸U. Najpierw przemienia się uran za pomocą fluoru w gaz, sześciofluorek uranu (UF₆). Do rozdzielenia obydwu izotopów uranu można wykorzystać jedną z metod.

W metodzie kanalikowej przepuszcza się UF₆ z dużą prędkością przez drobne kanaliki o kształtach półkolistych. Występująca siła odśrodkowa wypycha składową gazu zawierającą ²³⁸U ku obrzeżom toru, co umożliwia oddzielenie jej od składowej gazu zawierającej lżejszy ²³⁵U. Oczywiście w ten sposób nie jest możliwe całkowite rozdzielenie obydwu izotopów. Jeśli jednak połączy się wiele opisanych tu układów w tzw. kaskadę, to otrzyma się w rezultacie gaz zawierający wystarczającą koncentrację atomów ²³⁵U.

W metodzie dyfuzyjnej przepuszcza się gaz UF₆ przez przegrody półprzepuszczalne. Lżejsza składowa z ²³⁵U dyfunduje przez pory przegród szybciej niż cięższa z ²³⁸U. Prowadzi to także do częściowego rozdziału składowych.

W metodzie wirówkowej wiruje się gaz w bardzo szybkiej centryfudze. Siła odśrodkowa przyciska składową cięższą silniej do ściany, wobec czego koncentracja lżejszego ²³⁵U w środkowej części wirówki wzrasta. Również i tu osiągamy rozdział ²³⁵U i ²³⁸U, choć konieczne jest połączenie wielu układów szeregowo, by uzyskać pożądane wzbogacenie.

Wzbogacony tlenek uranu zostaje następnie sproszkowany i sprasowany do postaci pastylek. Wzbogacanie paliwa przeprowadzane jest w specjalnych zakładach, przede wszystkim w USA i Europie.

Instalacja wzbogacania uranu. Poszczególne układy są połączone szeregowo