Tuotantoprosessi
Ydinvoimalaitosten polttoaine tehdään uraanista. Polttoaineen valmistus alkaa, kun uraanimalmista erotetaan kiviaines sekä vieraat mineraalit, ja se jalostetaan pulverimaiseksi raakauraaniksi (U3O8).
Tämä tapahtuu usein kaivosten yhteydessä tai läheisyydessä olevissa rikastamoissa. Raakauraani kuljetetaan tynnyreissä konversiolaitokselle seuraavaan jalostusvaiheeseen.
Konversiossa raakauraani puhdistetaan kemiallisesti epäpuhtauksista ja muutetaan kemialliselta koostumukseltaan uraaniheksafluoridiksi, UF6:ksi. Konvertoidussa uraanissa isotoopin U-235-pitoisuus pysyy ennallaan 0,7 %:ssa. Konversiolaitoksella uraaniheksafluoridi pakataan kuljetusta varten erityisiin viranomaisvaatimukset täyttäviin kuljetussäiliöihin, joissa se kuljetetaan väkevöintilaitokselle.
Väkevöinnissä eli isotooppirikastuksessa uraanin U-235-isotooppipitoisuus nostetaan 0,7 %:sta polttoaineessa tarvittavaan 3–4 %:iin. Väkevöity uraani on uraaniheksafluoridina. Yhteen tonniin kolmeprosenttiseksi väkevöityä uraania tarvitaan noin 6 tonnia luonnonuraania. Väkevöinnin jälkeen uraani kuljetetaan erityisvalmisteisissa painesäiliöissä ja suojapakkauksissa polttoainetehtaalle.
Polttoaineen valmistuksen aikana uraaniheksafluoridi muunnetaan uraanidioksidijauheeksi, jauhe puristetaan tableteiksi ja tabletit tiivistetään sintraamalla eli kuumentamalla noin 1 700 asteen lämpötilassa. Tämän jälkeen halkaisijaltaan noin sentin mittaiset polttoainetabletit ladotaan zirkoniumseoksesta valmistettuihin polttoainesauvoihin. Sauvat kootaan polttoaine-elementeiksi, joiden geometrinen rakenne riippuu polttoainetyypistä.
Polttoaine kuljetetaan voimalaitokselle elementteinä. Tuoreen polttoaineen vähäisen aktiivisuuden vuoksi pakkauksilta ei edellytetä säteilysuojeluominaisuuksia.
Johtavilla uraanin toimittajilla on kaivostoimintaa useissa maissa. Eniten uraania tuottavat valtiot tällä hetkellä ovat Kazakstan, Kanada, Australia ja Namibia.