铀是原子核中有92个质子的放射性元素，在元素周期表中排在第92位。地球上目前最多的是铀-238 (U)，占总量的99.274%，密度为19.1g/立方厘米，与黄金相当(19.32g/cm)。与铀-238相比，铀的另一个同位素铀-235 (U)的原子核中有3个中子，因此密度低1.26%，这使得两者的理化性质几乎相同，因此难以分离。
尽管有困难，也要把它们分开。因为无论是制造原子弹还是核电站，我们都需要更多的铀-235。与此相比，铀-238的用途并不大。除了一些增殖反应堆之外，更多地被用于制造贫铀炮弹、炸弹和手套，贫铀还存在一些放射性，因此还发生了很多吸入气体引起的放射性污染事件。铀出生于超新星内部，是地球内部最常见的元素之一。哈萨克斯坦、加拿大和澳大利亚每年开采约6万多吨铀矿，占全球年开采量的70%以上，这些开采的铀矿基本用于生产核电站所需的燃料。
地球上铀基本上作为氧化物存在于铀矿中，其中主要有二氧化铀(UO)、三氧化铀(UO)和微量过氧化铀(UO)。铀经常与其他重元素一起出生。在铀矿中可以找到铅、锡、钨和稀土元素，在铜矿、磷光矿和褐铁矿中可以发现氧化铀。核武器的制作原理并不复杂。有一点科研能力的人都可以掌握。在美剧《小谢尔顿》中，小天才谢尔顿想建造核反应堆，为家里或小区供电，但在购买浓缩铀时被FBI打开了大门。从这里也可以看出制造核武器的门槛在于获取浓缩铀。
铀-235是自然界迄今为止唯一可分裂的同位素，是制造核武器的主要原料之一。天然矿石中铀-235的含量很低，约占0.7%，与铀-238混合难以分离，要获得一公斤武器级铀-235，需要提炼200吨左右的铀矿石。国际通用的铀浓缩方法有离心法、气体扩散法和激光法，气体离心机是提炼浓缩铀常用的气体离心法的核心设备。通过每分钟2万转以上的高速离心机，其他同位素可以从天然铀矿石中分离出来，其余铀-235的浓度可以达到95%以上，是一个巨大的系统。当时，美国为了开发原子弹，用数千吨导电性能最好的银作为磁铁的线圈，最终制造了世界上第一颗原子弹。