铀在天然含铀矿石中主要有三种同位素，其中主要是铀-238，比例超过了99%。真正易于发生核裂变的铀是铀-235，在自然界中，铀-235在铀矿中的总含量仅仅占0.7%。

人工入射的中子轰击天然铀中的铀-235后产生的中子被包裹在其周围的铀-238吸收，而铀-238与中子发生核反应产生易裂变核素钚-239，不会释放出新的中子，链式反应就无法维持。由此看来，天然铀直接用来做核燃料浓度太低，所以人们要将铀矿中的铀-235进行浓缩，以达到核能利用的标准。

在实际应用中，轻水堆核电站所需要的铀-235丰度大约在3%左右，核武器所需要的铀-235丰度要达到90%以上。丰度这个概念是指某一同位素在这个元素中的比例。铀-235的丰度为3%就是指每100个铀原子核中有3个原子核是铀-235。按照铀浓度的不同，国际原子能机构（IAEA）将铀分为微浓缩铀（0.9%-2%）、低浓缩铀（2%-20%）和高浓缩铀（20%以上）。在高浓缩铀中，铀-235丰度超过85%的被称为武器级浓缩铀，可以直接用于制造核武器。

重水堆是可以直接用天然铀作为燃料的。重水像轻水一样能将快中子慢化成能以高概率与铀-235发生裂变的热中子，但是对中子的吸收却比轻水少很多，所以剩下的中子不仅能与铀-238反应生成钚-239，还足够维持铀-235和钚-239继续发生裂变。（摘自《核电造福你我他》P28）