การทำเหมืองยูเรเนียมคือกระบวนการสกัดแร่ยูเรเนียมจากพื้นโลก ในปี 2022 มีการผลิต ยูเรเนียม เกือบ 50,000 ตัน คาซัคสถาน แคนาดา และนามิเบีย เป็นสามประเทศผู้ผลิตยูเรเนียมรายใหญ่ที่สุด ตามลำดับ และรวมกันคิดเป็น 69% ของการผลิตทั่วโลก ประเทศอื่นๆ ที่ผลิตมากกว่า 1,000 ตันต่อปี ได้แก่ ออสเตรเลีย ไนเจอร์ รัสเซีย อุซเบกิสถาน และจีน^{[ 2 ]}ยูเรเนียมที่ขุดได้เกือบทั้งหมดของโลกถูกนำไปใช้เป็นพลังงานให้กับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในอดีต ยูเรเนียมยังถูกนำไปใช้ในงานต่างๆ เช่นแก้วยูเรเนียมหรือเฟอร์โรยูเรเนียมแต่การใช้งานเหล่านั้นลดลงเนื่องจากกัมมันตภาพรังสีและความเป็นพิษของยูเรเนียม และในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ยูเรเนียมที่ลดทอนแล้ว ซึ่งมีราคาถูกและมีปริมาณมาก ซึ่งใช้ในกระสุนยูเรเนียม ด้วย นอกจากจะมีราคาถูกกว่าแล้ว ยูเรเนียมที่ลดทอนแล้วยังมีกัมมันตภาพรังสีน้อยกว่าเนื่องจากมีปริมาณยูเรเนียมอายุสั้นน้อยกว่า²³⁴ยูและ²³⁵ยูเรเนียมมี ปริมาณยูเรเนียมน้อย กว่ายูเรเนียมธรรมชาติ

ยูเรเนียมถูกขุดโดยวิธีการชะล้างในแหล่งกำเนิด (57% ของการผลิตทั่วโลก) หรือโดยการทำเหมืองแร่แบบดั้งเดิมใต้ดินหรือแบบเปิด (43% ของการผลิต) ในระหว่างการทำเหมืองในแหล่งกำเนิด สารละลายชะล้างจะถูกสูบลงไปในรูเจาะในแหล่งแร่ยูเรเนียม ซึ่งจะละลายแร่ ของเหลวที่อุดมด้วยยูเรเนียมจะถูกสูบกลับขึ้นมาบนพื้นผิว และสารประกอบยูเรเนียมจะถูกสกัดออกจากสารละลาย ในการทำเหมืองแบบดั้งเดิม แร่จะถูกแปรรูปโดยการบดวัสดุแร่ให้มีขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ จากนั้นจึงทำการบำบัดแร่เพื่อสกัดยูเรเนียมโดย การ ชะล้างทางเคมี^{[ 3 ]}กระบวนการบดมักจะให้วัสดุในรูปผงแห้งซึ่งประกอบด้วยยูเรเนียมธรรมชาติ " เยลโลว์เค้ก " ซึ่งปัจจุบันขายกันทั่วไปในตลาดยูเรเนียมในชื่อU ₃ O ₈แม้ว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์บางแห่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักเบาเช่นCANDUสามารถทำงานได้ด้วยยูเรเนียมธรรมชาติ (โดยปกติอยู่ในรูปของยูเรเนียมไดออกไซด์ ) แต่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่และเครื่องปฏิกรณ์วิจัย จำนวนมาก จำเป็นต้องใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะซึ่งจะเพิ่มปริมาณของ ยูเรเนียม²³⁵ปริมาณยูเรเนียม (U)จะเพิ่มขึ้นจากระดับธรรมชาติ 0.72% เป็น 3–5% (สำหรับการใช้งานในเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา ) หรืออาจสูงกว่านั้น ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

ก่อนปี ค.ศ. 1789 เมื่อมาร์ติน ไฮน์ริช คลาพรอธค้นพบธาตุนี้ สารประกอบยูเรเนียมที่ผลิตได้นั้นรวมถึงไนเตรต ซัลเฟต ฟอสเฟต อะซิเตต และโพแทสเซียมและโซเดียมได อูรา เนตคลาพรอธตรวจพบธาตุนี้ในพิทช์เบลนด์จากเหมืองจอร์จ แวกส์ฟอร์ต เทือกเขาออเรและได้กำหนดการใช้งานเชิงพาณิชย์เป็นสีสำหรับทำแก้ว พิทช์เบลนด์จากเทือกเขาเหล่านี้ถูกกล่าวถึงตั้งแต่ปี ค.ศ. 1565 และมีการผลิตยูเรเนียม 110 ตันตั้งแต่ปี ค.ศ. 1825 จนถึงปี ค.ศ. 1898 ในปี ค.ศ. 1852 แร่ยูเรเนียมออทูไนต์จากมาสซิฟเซ็นทรัลได้รับการระบุ^{[ 4 ]}

ประมาณปี 1850 การทำเหมืองยูเรเนียมเริ่มต้นขึ้นในJoachimsthal, Bohemia ซึ่ง มีการผลิตโลหะยูเรเนียม (tU) มากกว่า 620 ตัน ตั้งแต่ปี 1850 ถึง 1898 โดยมีการผลิต 10,000 tU ก่อนที่จะปิดตัวลงในปี 1968 ในปี 1871 การทำเหมืองแร่ยูเรเนียมเริ่มต้นขึ้นใน Central City, Coloradoซึ่งมีการขุดได้ 50 ตันก่อนปี 1895 ในปี 1873 การทำเหมืองยูเรเนียมเริ่มต้นขึ้นในเหมือง South Terras, St Stephen-in-Brannel , Cornwall ซึ่งผลิตยูเรเนียมได้มากที่สุดถึง 300 tU จากพื้นที่นั้นในศตวรรษที่ 19 ในปี 1898 มีการขุด แร่คาร์โนไทต์เป็นครั้งแรกในUravan Mineral Beltซึ่งให้ผลผลิต 10 tU ต่อปี^{[ 4 ]}

ในปี พ.ศ. 2341 ปิแอร์ กูรีและมารี สกโลโดว์สกา-กูรีได้รับแร่พิชเบลนด์จำนวน 1 ตันจากเมืองเซนต์โจอาคิมสทาล ซึ่งมารีได้ระบุธาตุเรเดียม จากแร่ดังกล่าว ปิแอร์สนับสนุนการใช้แร่ชนิดนี้ในการรักษาโรคมะเร็ง ซึ่งส่งผลให้ธุรกิจสปาในเมืองนั้นเฟื่องฟู^{[ 5 ]}

ในปี พ.ศ. 2456 มีการค้นพบ แหล่งแร่ เรเดียมชินโคโลบ เว จังหวัดกาตังกา ในปี พ.ศ. 2474 มีการค้นพบแหล่งแร่เรเดียมพอร์ต นอกจากนี้ยังมีการค้นพบแหล่งแร่เรเดียมใน จังหวัดเบียราทูยา มูยุนและเรเดียมฮิลล์^{[ 4 ]}

ในปี 1922 บริษัท Union Minière du Haut Katangaเริ่มผลิตเรเดียมทางการแพทย์จากเหมือง Shinkolobwe แต่ปิดตัวลงในช่วงปลายทศวรรษ 1930 เนื่องจากตลาดเรเดียมซบเซา ในเดือนพฤษภาคม 1940 นาซีบุกเบลเยียมและยึดแร่ยูเรเนียมของ Union Minière ที่เก็บไว้ที่นั่น ในวันที่ 18 กันยายน 1942 แร่ยูเรเนียม Shinkolobwe จำนวน 1250 ตันสำหรับโครงการแมนฮัตตันถูกซื้อจากEdgar Sengier แห่ง Union Minière ซึ่งได้เก็บแร่ไว้ใน โกดัง ของ Archer Daniels Midlandใกล้สะพาน Bayonneบนเกาะ Statenในปี 1943 Sengier ได้เปิดเหมือง Shinkolobwe ขึ้นใหม่โดยใช้ ทรัพยากร จากกองทัพบกสหรัฐฯและเงินลงทุน 13 ล้านดอลลาร์จากสหรัฐอเมริกา^{[ 5 ] : 45–50, 54–55} Sengier รายงานว่าแร่ยูเรเนียมถูกสกัดจากเหมืองจนถึงระดับความลึก 79 เมตร แต่ยังมีแร่อีก 101 เมตรที่สามารถสกัดได้ ซึ่งคิดเป็นปริมาณ 10,000 ตันของไตรยูเรเนียมออกทอกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูงถึง 60% โครงการนี้ยังได้รับผลผลิตส่วนใหญ่จาก เหมืองเอลโดราโด (นอร์ทเวสต์ เทริทอรีส์)อีก ด้วย ^{[ 6 ]}

ตามที่Richard Rhodesกล่าวไว้ โดยอ้างถึงการวิจัยยูเรเนียมของเยอรมนีว่า " Auerผู้เชี่ยวชาญด้านธอร์เรียม ... ได้ส่งมอบยูเรเนียมออกไซด์บริสุทธิ์ตันแรกที่แปรรูปจากแร่ Joachimsthal ให้กับกระทรวงกลาโหมในเดือนมกราคม พ.ศ. 2483 ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2483 ... Auer ได้สั่งซื้อยูเรเนียมออกไซด์บริสุทธิ์จำนวน 60 ตันจาก Union Miniére ในเบลเยียมที่ถูกยึดครอง" ^{[ 7 ]}

ในขณะที่สาธารณรัฐโซเวียตคาซัคสถานและสาธารณรัฐสังคมนิยมโซเวียตรัสเซีย (RSFSR)จะกลายเป็นผู้ผลิตยูเรเนียมชั้นนำของโลกในเวลาต่อมา แต่ทันทีหลังสงครามโลกครั้งที่สองสิ้นสุดลง สหภาพโซเวียตยังไม่ทราบถึงแหล่งยูเรเนียมขนาดใหญ่ ดังนั้นโซเวียตจึงพัฒนาการทำเหมืองขนาดใหญ่ในรัฐบริวารอย่างเยอรมนีตะวันออกและเชโกสโลวาเกีย ซึ่งมีแหล่งยูเรเนียมในเทือกเขาโอเรเมาน์เทนส์ บริษัทSDAG Wismut (คำภาษาเยอรมัน "Wismut" ซึ่งหมายถึงบิสมัท ) ซึ่งตั้งชื่ออย่างคลุมเครือ ทำให้เกิดภาพลวงตาว่าเป็นการสำรวจหาโลหะที่โซเวียตไม่ได้ต้องการอย่างแน่นอน กลายเป็นนายจ้างรายใหญ่ที่สุดในเทือกเขาโอเรเมาน์เทนส์แห่งแซกซอน และเมืองเหมืองแร่ที่ห่างไกลอย่างโยฮันน์เกออ ร์เกนชตัดท์ ก็มีประชากรเพิ่มขึ้นถึงสิบเท่าในเวลาไม่กี่ปี การทำเหมืองใช้เงินจำนวนมหาศาล และคนงานเหมืองก็ต้องเผชิญกับการปราบปรามและการสอดส่องดูแลที่เข้มงวดกว่า แต่ในขณะเดียวกันก็ได้รับสินค้าอุปโภคบริโภคมากกว่าชาวเยอรมันตะวันออกกลุ่มอื่นๆ แม้ว่าการผลิตจะไม่สามารถแข่งขันกับราคาตลาดยูเรเนียม โลกได้ แต่ลักษณะ การใช้งานสองทางของวัสดุที่ขุดได้ รวมถึงความเป็นไปได้ที่จะจ่ายเงินให้คนงานเหมืองด้วยสกุลเงินอ่อน แต่ขายยูเรเนียมเป็นสกุลเงินแข็งหรือทดแทนการนำเข้าที่ต้องชำระด้วยสกุลเงินแข็ง ทำให้การดำเนินงานเหมืองแร่ดำเนินต่อไปตลอดช่วงสงครามเย็น หลังจากการรวมประเทศเยอรมนี การทำ เหมืองก็ยุติลง^{[ 8 ]}และภารกิจอันยากลำบากในการฟื้นฟูพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากการทำเหมืองก็เริ่มต้นขึ้น^{[ 9 ]}

เมืองและเหมืองทั้งสิบเจ็ดแห่งที่อยู่ภายใต้การควบคุมของวิสมุตมีส่วนสนับสนุนยูเรเนียมถึง 50 เปอร์เซ็นต์ที่ใช้ในระเบิดปรมาณูลูกแรกของโซเวียต คือโจ-1และ 80 เปอร์เซ็นต์ของยูเรเนียมที่ใช้ในโครงการนิวเคลียร์ของโซเวียต จากจำนวนแรงงาน 150,000 คน มี 1,281 คนเสียชีวิตจากอุบัติเหตุ และ 20,000 คนได้รับบาดเจ็บ หลังจากสตาลินเสียชีวิตในปี 1953 กองทัพแดงได้มอบการควบคุมการผลิตให้กับ SDAG และปล่อยตัวแรงงานนักโทษ ทำให้จำนวนแรงงานลดลงเหลือ 45,000 คน ในช่วงสูงสุดในปี 1953 เหมืองเซนต์โจอาคิมสทาลมีนักโทษ 16,100 คน ซึ่งครึ่งหนึ่งเป็นนักโทษการเมืองของโซเวียต^{[ 5 ] : 135–142, 151–157, 161–167, 173–176}

ภายในปี พ.ศ. 2518 ร้อยละ 75 ของการผลิตแร่ยูเรเนียมทั่วโลกมาจากหินกรวดควอตซ์และหินทรายที่ตั้งอยู่ใน พื้นที่เอลเลียตเล คของแคนาดาวิทวอเตอร์สแรนด์^และที่ราบสูงโคโลราโด [ ^{10 ]}

ในปี 1990 ร้อยละ 55 ของผลผลิตทั่วโลกมาจากการทำเหมืองใต้ดิน แต่ลดลงเหลือร้อยละ 33 ในปี 1999 ตั้งแต่ปี 2000 เหมืองใหม่ในแคนาดาทำให้สัดส่วนของการทำเหมืองใต้ดินเพิ่มขึ้นอีกครั้ง และเมื่อรวมกับเหมืองโอลิมปิกแดมแล้ว ปัจจุบันมีสัดส่วนถึงร้อยละ 37 การทำเหมืองแบบสกัด ด้วยสารละลายในแหล่งกำเนิด (ISL หรือ ISR) มีส่วนแบ่งเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยส่วนใหญ่เป็นผลมาจากประเทศคาซัคสถาน^{[ 11 ]}

ในปี 2009 เหมืองที่ผลิตยูเรเนียมได้มากที่สุด ได้แก่เหมือง McArthur Riverที่ 7400 ตัน ยูเรเนียม เหมือง Ranger Uranium Mineที่ 4423 ตันยูเรเนียมเหมือง Rössing Uranium Mineที่ 3574 ตันยูเรเนียม เหมืองMoiynkum Desert Mines ที่ 3250 ตันยูเรเนียม เหมืองStreltsovsk Mineที่ 3003 ตันยูเรเนียม เหมือง Olympic Dam Mineที่ 2981 ตันยูเรเนียม เหมืองArlit Mineที่ 1808 ตันยูเรเนียม เหมืองRabbit Lake Mineที่ 1400 ตันยูเรเนียม เหมืองAkouta Mineที่ 1435 ตันยูเรเนียม และเหมือง McClean Lake Mineที่ 1400 ตันยูเรเนียม แหล่งแร่ยูเรเนียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก ได้แก่ เหมืองโอลิมปิกแดม 295,000 ตันยูเรเนียม เหมืองอิโมราเรน 183,520 ตันยูเรเนียม เหมืองแมคอาร์เธอร์ริเวอร์ 128,900 ตันยูเรเนียม เหมืองสเตรลต์ซอฟสค์ 118,341 ตันยูเรเนียม เหมือง โนโวคอนสแตนติน อฟกา 93,630 ตันยูเรเนียม เหมืองซิการ์เลค 80,500 ตันยูเรเนียม เหมืองใน อุซเบกิ สถาน 76,000 ตันยูเรเนียมเหมืองเอลคอน 71,300 ตันยูเรเนียม แหล่งแร่ไอตาตาเอีย ในบราซิล 67,240 ตันยูเรเนียม โครงการมาเรนิกา 62,856 ตันยูเรเนียม เหมืองลางเกอร์ไฮน์ริช 60,830 ตันยูเรเนียม เหมืองโดมิเนียน 55,753 ตัน ยูเรเนียม โครงการอินไคยูเรเนียม 51,808 ตันยูเรเนียมโครงการ Kiggavikที่ 51,574 tU เหมือง Rössing ที่ 50,657 tU โครงการ Australian Yeleerie ที่ 44,077 และเหมือง Trekkopjeที่ 42,243 tU ^{[ 12 ]}

มีการค้นพบและทำเหมืองแร่ยูเรเนียมหลายประเภท โดยหลักๆ แล้วมีแหล่งแร่ยูเรเนียมอยู่ 3 ประเภท ได้แก่ แหล่งแร่แบบรอยต่อไม่ต่อเนื่อง ซึ่งได้แก่ แหล่งแร่แบบตะกอนโบราณ และแหล่งแร่แบบหินทราย หรือที่รู้จักกันในชื่อแหล่งแร่แบบแนวโค้ง

แหล่งแร่ยูเรเนียมถูกจัดประเภทเป็น 15 ประเภทตามสภาพทางธรณีวิทยาและชนิดของหินที่พบ ระบบการจำแนกทางธรณีวิทยานี้กำหนดโดยองค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ^{[ 13 ]}

ยูเรเนียมยังพบได้ในน้ำทะเล ด้วย แต่ในราคาปัจจุบันของตลาดยูเรเนียมต้นทุนจะต้องลดลงถึง 3-6 เท่าจึงจะทำให้การกู้คืนคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ^{[ 14 ]}

แหล่งสะสมยูเรเนียมในหินตะกอน ได้แก่ แหล่งสะสมในหินทราย (ในแคนาดาและทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา ) ^{[ 15 ]}รอยแตกแยก ยุคพรี แคมเบรียน (ในแคนาดา) ^{[ 15 ]}ฟอสเฟต [ ^{15 ] หิน}กรวดควอตซ์ยุคพรี แคมเบรียน ท่อเบรคเซียที่ยุบตัว(ดูแหล่งแร่ยูเรเนียมในท่อเบรคเซียของแอริโซนา ) และแคลครีต

แหล่งแร่ยูเรเนียมในหินทรายโดยทั่วไปมีสองประเภท ประเภทแรกคือ แหล่งแร่แบบ โรลฟรอนท์ (Roll-front type) ซึ่งเกิดขึ้นที่ขอบเขตระหว่าง ส่วนบน ที่ลาดเอียงและมีออกซิเจนสูงของชั้นหินทราย กับส่วนที่อยู่ลึกลงไปและมีออกซิเจนต่ำของชั้นหินทราย ส่วนประเภท ที่สองคือแหล่งแร่ยูเรเนียมในหินทรายแบบเพเนคอนคอร์ดแอนท์ (Peneconcordant sandstone uranium deposits) หรือที่เรียกว่า แหล่งแร่แบบ โคโลราโดเพลโต (Colorado Plateau -type deposits) มักพบในชั้นหินทรายที่มีออกซิเจนสูงโดยทั่วไป และมักอยู่ในบริเวณที่มีออกซิเจนต่ำเฉพาะที่ เช่น ในบริเวณที่มีไม้ไหม้เกรียมอยู่ในหินทราย

แหล่งแร่ยูเรเนียมชนิดหินกรวดควอตซ์ยุคพรีแคมเบรียนพบได้เฉพาะในหินที่มีอายุมากกว่าสองพันล้านปีเท่านั้น หินกรวดเหล่านี้ยังประกอบด้วยแร่ไพไรต์ด้วย แหล่งแร่เหล่านี้ถูกขุดขึ้นมาแล้วในเขตBlind River – Elliot Lake ในรัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา และจากหินกรวด Witwatersrandที่มีทองคำในแอฟริกาใต้

แหล่งแร่ยูเรเนียมประเภท Unconformity คิดเป็นประมาณ 33% ของแหล่งแร่ยูเรเนียมทั่วโลกนอกเขตเศรษฐกิจวางแผนส่วนกลาง (WOCA) ^{[ 16 ]}

แหล่งแร่ยูเรเนียมไฮโดรเทอร์มอลประกอบด้วยแร่ยูเรเนียมชนิดเส้นแร่ แหล่งแร่ยูเรเนียมไฮโดรเทอร์มอลชนิดเส้นแร่แสดงถึงการสะสมตัวของแร่ยูเรเนียมแบบเอพิเจเนติก ซึ่งโดยทั่วไปจะเติมเต็มเบรคเซีย รอยแตก และเขตเฉือน^{[ 17 ]}มีการศึกษามากมายที่พยายามระบุแหล่งที่มาของยูเรเนียมในแหล่งแร่ไฮโดรเทอร์มอลชนิดเส้นแร่ และแหล่งที่มาที่เป็นไปได้ยังคงเป็นปริศนา แต่เชื่อว่าอาจรวมถึงหินที่มีอยู่ก่อนแล้วซึ่งถูกทำลายโดยการผุพังและแรงที่มาจากพื้นที่ที่มีการสะสมตะกอนในระยะยาว^{[ 17 ]}บล็อกเซาท์ไชน์เป็นตัวอย่างของภูมิภาคที่พึ่งพาความต้องการแหล่งแร่ยูเรเนียมไฮโดรเทอร์มอลชนิดเส้นแร่มาตลอดครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา^{[ 17 ]}แหล่งแร่หินอัคนี ได้แก่ หินแทรก เนเฟลีนไซยาไนต์ที่อิลิมาอุสซักกรีนแลนด์; แหล่งแร่ยูเรเนียมแบบกระจายที่รอสซิงนามิเบีย; เพกมาไทต์ที่มีแร่ยูเรเนียมและแหล่งสะสมของทะเลสาบปล่องภูเขาไฟ ออโรร่าใน แคลเดอราแมคเดอร์ มิตต์ ในโอเรกอน นอกจากนี้ยังพบแหล่งสะสมแบบกระจายตัวในรัฐวอชิงตันและอะแลสกาในสหรัฐอเมริกา^{[ 18 ] [ 19 ]}

แหล่งแร่ยูเรเนียมแบบเบรคเซียพบได้ในหินที่แตกหักเนื่องจากการแตกร้าวจากธรณีแปรสัณฐานหรือการผุพัง แหล่งแร่ยูเรเนียมแบบเบรคเซียพบได้ทั่วไปในอินเดีย ออสเตรเลีย และสหรัฐอเมริกา^{[ 20 ]}มวลเบรคเซียขนาดใหญ่เรียกว่าท่อเบรคเซียหรือปล่องเบรคเซีย ซึ่งประกอบด้วยหินที่ก่อตัวเป็นรูปร่างไม่สม่ำเสมอและเกือบเป็นทรงกระบอก ต้นกำเนิดของท่อเบรคเซียยังไม่แน่นอน แต่คิดว่าก่อตัวขึ้นที่จุดตัดและรอยเลื่อน เมื่อพบการก่อตัวเป็นก้อนแข็งในหินโฮสต์ที่เรียกว่าผงหิน มักจะเป็นแหล่งทำเหมืองทองแดงหรือยูเรเนียม คอปเปอร์ครีก รัฐแอริโซนา เป็นที่ตั้งของท่อเบรคเซียที่มีแร่ประมาณ 500 แห่ง และคริปเปิลครีก รัฐโคโลราโด ก็เป็นแหล่งที่มีแหล่งแร่ท่อเบรคเซียที่เกี่ยวข้องกับปล่องภูเขาไฟเช่นกัน

เหมืองโอลิมปิกแดมซึ่งเป็นแหล่งแร่ยูเรเนียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก ถูกค้นพบโดยบริษัทเวสเทิร์นไมนิ่งคอร์ปอเรชั่นในปี 1975 และเป็นกรรมสิทธิ์ของบริษัทบีเอชพี^{[ 21 ]}

การสำรวจหาแร่ยูเรเนียมนั้นคล้ายคลึงกับการสำรวจหาแร่ธาตุประเภทอื่น ๆ ยกเว้นการใช้เครื่องมือพิเศษบางอย่างเพื่อตรวจหาไอโซโทปรังสี

เครื่องวัดรังสีไกเกอร์เป็นเครื่องตรวจจับรังสีแบบดั้งเดิม โดยบันทึกอัตราการนับรวมจากรังสีทุกระดับพลังงาน ห้องไอออนไนเซชันและเครื่องวัดรังสีไกเกอร์ถูกนำมาดัดแปลงเพื่อใช้ในภาคสนามเป็นครั้งแรกในทศวรรษ 1930 เครื่องวัดรังสีไกเกอร์-มุลเลอร์แบบพกพาเครื่องแรก (หนัก 25 กิโลกรัม) ถูกสร้างขึ้นที่มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในปี 1932 เอช.วี. เอลส์เวิร์ธ จาก GSC ได้สร้างเครื่องที่มีน้ำหนักเบากว่าและใช้งานได้จริงมากกว่าในปี 1934 รุ่นต่อมาเป็นเครื่องมือหลักที่ใช้ในการสำรวจหาแร่ยูเรเนียมเป็นเวลาหลายปี จนกระทั่งเครื่องวัดรังสีไกเกอร์ถูกแทนที่ด้วยเครื่องวัดรังสีแบบสั่นไหว

การใช้เครื่องตรวจจับในอากาศเพื่อสำรวจหาแร่กัมมันตรังสีนั้นได้รับการเสนอครั้งแรกโดย GC Ridland นักธรณีฟิสิกส์ที่ทำงานอยู่ที่Port Radiumในปี 1943 ในปี 1947 การทดลองใช้เครื่องตรวจจับรังสี ในอากาศ (ห้องไอออนไนเซชันและเครื่องนับไกเกอร์) ครั้งแรกที่มีการบันทึกไว้ ได้ดำเนินการโดยEldorado Mining and Refining Limited (บริษัทของรัฐบาลแคนาดา ซึ่งต่อมาถูกขายและกลายเป็นCameco Corporation ) สิทธิบัตรฉบับแรกสำหรับเครื่องวัดสเปกตรัมรังสีแกมมา แบบพกพา ได้รับการยื่นโดยศาสตราจารย์ Pringle, Roulston และ Brownell จากมหาวิทยาลัยแมนิโทบาในปี 1949 ซึ่งเป็นปีเดียวกับที่พวกเขาได้ทดสอบเครื่องนับแสงวับแบบพกพาเครื่องแรกบนพื้นดินและในอากาศในทางตอนเหนือของรัฐซัสแคตเชวัน

การวัดสเปกตรัมรังสีแกมมาทางอากาศได้รับการยอมรับว่าเป็นเทคนิคชั้นนำสำหรับการสำรวจหาแร่ยูเรเนียมในปัจจุบัน โดยมีการประยุกต์ใช้ทั่วโลกสำหรับการทำแผนที่ทางธรณีวิทยา การสำรวจแร่ และการตรวจสอบสิ่งแวดล้อมการวัดสเปกตรัมรังสีแกมมาทางอากาศที่ใช้สำหรับการวัดและสำรวจหาแร่ยูเรเนียมโดยเฉพาะจะต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ เช่น ระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดและตัวตรวจจับ และการกระเจิงของรังสีผ่านแร่ธาตุ พื้นดินโดยรอบ และแม้กระทั่งในอากาศ ในออสเตรเลีย ได้มีการพัฒนาตัวชี้วัดความเข้มข้นของการผุกร่อนขึ้นเพื่อช่วยนักสำรวจโดยอิงจากระดับความสูงของภารกิจ Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) และภาพการวัดสเปกตรัมรังสีแกมมาทางอากาศ^{[ 22 ]}

แหล่งแร่ยูเรเนียมที่ค้นพบโดยเทคนิคทางธรณีฟิสิกส์จะได้รับการประเมินและเก็บตัวอย่างเพื่อกำหนดปริมาณวัสดุยูเรเนียมที่สามารถสกัดได้ในต้นทุนที่กำหนดจากแหล่งแร่ปริมาณสำรองยูเรเนียมคือปริมาณแร่ที่คาดว่าจะสามารถกู้คืนได้ในต้นทุนที่ระบุไว้ เมื่อราคาสูงขึ้นหรือเทคโนโลยีช่วยให้ต้นทุนการกู้คืนแหล่งแร่ที่รู้จักซึ่งก่อนหน้านี้ไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจลดลง ปริมาณสำรองก็จะเพิ่มขึ้น สำหรับยูเรเนียม ผลกระทบนี้เด่นชัดเป็นพิเศษ เนื่องจากปริมาณสำรองที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันที่ไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ – การสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเล – มีขนาดใหญ่กว่าทรัพยากรยูเรเนียมบนบกที่รู้จักทั้งหมดรวมกัน^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}

ตั้งแต่ปี 2008 จนถึงอย่างน้อยปี 2024 มีเพียงสี่ประเทศเท่านั้นที่รายงานค่าใช้จ่ายในการสำรวจและพัฒนาแร่ยูเรเนียมนอกประเทศ ได้แก่ จีน ญี่ปุ่น ฝรั่งเศส และรัสเซีย^{[ 26 ] : 205}

สหรัฐฯ กำลังตรวจสอบว่าจีนกำลังหลีกเลี่ยงการห้ามนำเข้ายูเรเนียมจากรัสเซียโดยการส่งออกยูเรเนียมของตนไปยังสหรัฐฯ ในขณะที่นำเข้ายูเรเนียมเสริมสมรรถนะจากรัสเซียหรือไม่ การสอบสวนนี้เกิดขึ้นหลังจากการส่งออกยูเรเนียมของจีนไปยังสหรัฐฯ เพิ่มสูงขึ้นหลังจากการห้ามในเดือนธันวาคม 2023 ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อตัดแหล่งเงินทุนสำหรับสงครามของรัสเซียในยูเครน^{[ 27 ]}

เช่นเดียวกับ การทำเหมืองหินแข็งประเภทอื่นๆมีวิธีการสกัดหลายวิธี ในปี 2022 เปอร์เซ็นต์ของยูเรเนียมที่ขุดได้จากแต่ละวิธีการทำเหมืองมีดังนี้: การชะล้างในแหล่งกำเนิด (59.8 เปอร์เซ็นต์) การทำเหมืองใต้ดิน (18.0 เปอร์เซ็นต์) การทำ เหมืองแบบเปิด (15.9 เปอร์เซ็นต์) การชะล้างกองแร่ (0.0 เปอร์เซ็นต์ ตั้งแต่ประมาณปี 2018) ผลิตภัณฑ์ร่วม/ผลพลอยได้ (6.1%) ^{[ 28 ]}ตั้งแต่ปี 2015 การชะล้างในแหล่งกำเนิดได้ผลิตยูเรเนียมเพิ่มขึ้นทั่วโลก เนื่องจากเป็นทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำกว่า โดยเฉพาะในคาซัคสถานซึ่งถึงจุดสูงสุดในปี 2021 การเปลี่ยนแปลงในการกระจายวิธีการผลิตยังสามารถอธิบายได้จากการปิดหรือเปิดเหมืองที่เคยหยุดดำเนินการไปแล้ว เช่น การฟื้นคืนชีพของเหมือง McArthur River ในแคนาดา ซึ่งใช้การทำเหมืองใต้ดิน หรือการปิดเหมือง Ranger ในออสเตรเลีย และเหมือง Akouta ในไนเจอร์ ซึ่งลดสัดส่วนของการทำเหมืองแบบเปิดลงอย่างมาก^{[ 29 ] [ 28 ]}

ในการทำเหมืองแบบเปิด จะมีการกำจัด ดินชั้นบนออกโดยการเจาะและระเบิดเพื่อเปิดเผยแหล่งแร่ จากนั้นจึงทำการขุดแร่โดยการระเบิดและขุดโดยใช้รถตักและรถบรรทุก คนงานใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่ในห้องทำงานที่ปิดมิดชิด จึงช่วยลดการสัมผัสกับรังสี มีการใช้น้ำอย่างกว้างขวางเพื่อลดระดับฝุ่นละอองในอากาศ น้ำใต้ดินเป็นปัญหาในการทำเหมืองทุกประเภท แต่ในการทำเหมืองแบบเปิด วิธีการจัดการกับน้ำใต้ดินโดยทั่วไป – เช่น เมื่อพบแร่เป้าหมายอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำใต้ดินตามธรรมชาติ – คือการลดระดับน้ำใต้ดินโดยการสูบน้ำออก พื้นดินอาจทรุดตัวลงอย่างมากเมื่อน้ำใต้ดินถูกสูบออก และอาจเคลื่อนตัวอีกครั้งอย่างคาดเดาไม่ได้เมื่อน้ำใต้ดินได้รับอนุญาตให้ขึ้นมาอีกครั้งหลังจากสิ้นสุดการทำเหมือง การฟื้นฟูที่ดินหลังการทำเหมืองมีวิธีการที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับปริมาณวัสดุที่ขุดออกไป เนื่องจากยูเรเนียมมีความหนาแน่นพลังงานสูง การถมเหมืองเก่าด้วยดินที่ทับถมขึ้นมาจึงมักเพียงพอ แต่ในกรณีที่ปริมาณดินที่ถมขึ้นมามีมากกว่าความแตกต่างของระดับความสูงระหว่างระดับผิวดินเดิมกับระดับน้ำใต้ดินตามธรรมชาติ จะทำให้เกิดทะเลสาบเทียมขึ้นเมื่อการสูบน้ำใต้ดินหยุดลง หากมีซัลไฟต์ ซัลไฟด์ หรือซัลเฟตอยู่ในหินที่โผล่ขึ้นมาใหม่การระบายน้ำเสียจากเหมืองที่เป็นกรดอาจเป็นปัญหาสำหรับแหล่งน้ำที่เกิดขึ้นใหม่เหล่านั้น บริษัทเหมืองแร่จึงต้องจัดตั้งกองทุนเพื่อการฟื้นฟูในอนาคตในขณะที่การทำเหมืองยังดำเนินอยู่ตามกฎหมาย และโดยปกติแล้วกองทุนเหล่านั้นจะถูกฝากไว้ในลักษณะที่ไม่ได้รับผลกระทบจากการล้มละลายของบริษัทเหมืองแร่

หากแร่ยูเรเนียมอยู่ลึกเกินกว่าที่จะทำเหมืองแบบเปิดได้ อาจต้องใช้วิธีการทำเหมืองใต้ดิน โดยขุดอุโมงค์และปล่องเพื่อเข้าถึงและนำแร่ยูเรเนียมออกมา

โดยหลักการแล้ว การทำเหมืองยูเรเนียมใต้ดินไม่แตกต่างจาก การทำเหมืองหินแข็งชนิดอื่นๆและมักมีการขุดแร่ชนิดอื่นๆ ร่วมด้วย (เช่น ทองแดง ทองคำ เงิน) เมื่อระบุแหล่งแร่ได้แล้ว จะมีการขุดปล่องลงไปในบริเวณใกล้เคียงกับสายแร่ และขุดอุโมงค์ตัดขวางในแนวนอนไปยังสายแร่ในระดับต่างๆ โดยปกติทุกๆ 100 ถึง 150 เมตร อุโมงค์ที่คล้ายกัน ซึ่งเรียกว่า ดริฟต์ จะถูกขุดไปตามแนวสายแร่จากอุโมงค์ตัดขวาง เพื่อสกัดแร่ ขั้นตอนต่อไปคือการขุดอุโมงค์ ซึ่งเรียกว่า เรส เมื่อขุดขึ้นไป และ วินซ์ เมื่อขุดลงไป ผ่านแหล่งแร่จากระดับหนึ่งไปยังอีกระดับหนึ่ง เรสจะถูกนำไปใช้ในการพัฒนาพื้นที่ ขุดแร่ (สโตป) ซึ่งเป็น ที่ที่ทำการขุดแร่จากสายแร่

ส่วนที่เรียกว่า "สโตป" ซึ่งเป็นพื้นที่ปฏิบัติงานของเหมือง คือส่วนที่ขุดเจาะเพื่อสกัดแร่ โดยทั่วไปแล้วมีวิธีการทำเหมืองแบบสโตปอยู่ 3 วิธี วิธีแรกคือ "วิธีตัดและถม" หรือ "การทำเหมืองแบบเปิด" พื้นที่ที่เหลือหลังจากการระเบิดเพื่อนำแร่ออกจะถูกถมด้วยเศษหินและซีเมนต์ วิธีที่สองคือ "วิธีหดตัว" จะนำแร่ที่แตกแล้วออกทางรางด้านล่างเพียงพอ เพื่อให้คนงานเหมืองที่ทำงานจากด้านบนของกองแร่สามารถเจาะและระเบิดชั้นถัดไปเพื่อที่จะขุดออก ในที่สุดก็จะเหลือเป็นหลุมขนาดใหญ่ ส่วนวิธีที่รู้จักกันในชื่อ "วิธีห้องและเสา" ใช้สำหรับแหล่งแร่ที่บางและแบน ในวิธีนี้ แหล่งแร่จะถูกแบ่งออกเป็นบล็อกก่อนโดยการขุดตัดกัน ในระหว่างนั้นก็จะขุดแร่ออก แล้วจึงค่อยๆ นำบล็อกเหล่านั้นออกอย่างเป็นระบบ โดยเหลือแร่ไว้เพียงพอสำหรับค้ำยันหลังคา

ผลกระทบต่อสุขภาพที่ค้นพบจาก การสัมผัส ก๊าซเรดอนในเหมืองยูเรเนียมที่ไม่มีการระบายอากาศ กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนจากการทำเหมืองยูเรเนียมด้วยอุโมงค์ไป สู่เทคโนโลยี การขุดแบบเปิดและการสกัดด้วยสารเคมีในแหล่งกำเนิดซึ่งเป็นวิธีการสกัดที่ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อการทำงานหรือกากแร่เหมือนกับการทำเหมืองแบบดั้งเดิม

ด้วยกฎระเบียบที่กำหนดไว้เพื่อให้แน่ใจว่ามีการใช้เทคโนโลยีการระบายอากาศปริมาณสูงหากมีการทำเหมืองยูเรเนียมในพื้นที่จำกัด การสัมผัสสารอันตรายจากการทำงานและการเสียชีวิตจากการทำเหมืองสามารถลดลงได้มาก^{[ 30 ] [ 31 ]} เหมืองใต้ดิน โอลิมปิกแดมและแคนาดาใช้พัดลมกำลังสูงในการระบายอากาศ โดยระดับเรดอนจะถูกควบคุมให้อยู่ในระดับต่ำมากจนแทบจะอยู่ในระดับ "ปลอดภัย" ในเหมืองยูเรเนียม เรดอนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในเหมืองอื่นๆ ที่ไม่ใช่เหมืองยูเรเนียมก็อาจจำเป็นต้องควบคุมด้วยการระบายอากาศเช่นกัน^{[ 32 ]}

การสกัดด้วยสารเคมีแบบกองแร่ ( Heap leaching ) เป็นกระบวนการสกัดโดยใช้สารเคมี (โดยทั่วไปคือกรดซัลฟิวริก ) เพื่อสกัดธาตุที่มีมูลค่าทางเศรษฐกิจจากแร่ที่ถูกขุดขึ้นมาและกองไว้บนพื้นผิว โดยทั่วไปแล้ว การสกัดด้วยสารเคมีแบบกองแร่จะคุ้มค่าทางเศรษฐกิจเฉพาะกับแหล่งแร่ประเภทออกไซด์เท่านั้น การออกซิเดชันของแหล่งแร่ประเภทซัลไฟด์เกิดขึ้นในกระบวนการทางธรณีวิทยาที่เรียกว่าการผุพัง ดังนั้น แหล่งแร่ประเภทออกไซด์จึงมักพบอยู่ใกล้ผิวดิน หากไม่มีธาตุที่มีมูลค่าทางเศรษฐกิจอื่น ๆ ในแร่ เหมืองอาจเลือกที่จะสกัดยูเรเนียมโดยใช้สารเคมีแบบกองแร่ ซึ่งโดยทั่วไปคือกรดซัลฟิวริกที่มีความเข้มข้นต่ำ

หากสภาพเศรษฐกิจและธรณีวิทยาเหมาะสม บริษัทเหมืองแร่จะปรับพื้นที่ขนาดใหญ่ให้มีความลาดเอียงเล็กน้อย แล้วปูด้วยพลาสติกหนา (โดยทั่วไปคือHDPEหรือLLDPE ) บางครั้งอาจมีดินเหนียว ตะกอน หรือทรายอยู่ใต้ชั้นพลาสติก แร่ที่ขุดได้จะถูกบดและกองไว้บนชั้นพลาสติก จากนั้นจะฉีดพ่นสารละลายลงบนแร่เป็นเวลา 30-90 วัน เมื่อสารละลายซึมผ่านกองแร่ ยูเรเนียมจะแตกตัวจากหินออกไซด์และเข้าสู่สารละลาย สารละลายจะไหลไปตามความลาดเอียงลงสู่บ่อเก็บ แล้วสูบไปยังโรงงานในพื้นที่เพื่อแปรรูปต่อไป โดยทั่วไปแล้วจะสกัดยูเรเนียมได้เพียงบางส่วน (ประมาณ 70%) เท่านั้น

ความเข้มข้นของยูเรเนียมในสารละลายมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการแยกยูเรเนียมบริสุทธิ์ออกจากกรดอย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากกองยูเรเนียมแต่ละกองจะมีความเข้มข้นแตกต่างกัน สารละลายจึงถูกสูบไปยังโรงงานผสมที่ได้รับการตรวจสอบอย่างระมัดระวัง จากนั้นสารละลายที่มีความสมดุลอย่างเหมาะสมจะถูกสูบไปยังโรงงานแปรรูปเพื่อแยกยูเรเนียมออกจากกรดซัลฟิวริก

การชะล้างกองแร่มีต้นทุนที่ถูกกว่ากระบวนการบดแบบดั้งเดิมอย่างมาก ต้นทุนที่ต่ำทำให้แร่เกรดต่ำสามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ (โดยต้องเป็นแร่ประเภทที่เหมาะสม) กฎหมายสิ่งแวดล้อมของสหรัฐฯ กำหนดให้ต้องมีการตรวจสอบน้ำใต้ดินโดยรอบอย่างต่อเนื่องเพื่อหาการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้น เหมืองจะต้องมีการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องแม้หลังจากปิดเหมืองแล้ว ในอดีต บริษัทเหมืองแร่บางแห่งอาจล้มละลาย ทำให้ความรับผิดชอบในการฟื้นฟูเหมือง ตก อยู่กับสาธารณะ กฎหมายเหมืองแร่ของสหรัฐฯ ในศตวรรษที่ 21 กำหนดให้บริษัทต้องกันเงินไว้สำหรับการฟื้นฟูก่อนเริ่มโครงการ เงินจำนวนนี้จะถูกเก็บรักษาไว้โดยสาธารณะเพื่อรับประกันการปฏิบัติตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมหากบริษัทล้มละลาย^{[ 33 ]}

การสกัดแร่ในแหล่ง ( In situ leaching หรือ ISL) หรือที่รู้จักกันในชื่อการทำเหมืองด้วยสารละลาย (Solution mining) หรือ การกู้คืนแร่ ในแหล่ง (In situ recovery หรือ ISR) ในอเมริกาเหนือ เกี่ยวข้องกับการปล่อยแร่ไว้ในดิน และกู้คืนแร่ธาตุจากแร่โดยการละลายแร่และสูบสารละลายที่มีแร่ธาตุขึ้นมาบนพื้นผิวเพื่อให้สามารถกู้คืนแร่ธาตุได้ ดังนั้นจึงมีการรบกวนพื้นผิวน้อยมากและไม่มีกากแร่หรือหินเหลือทิ้งเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม แหล่งแร่จะต้องสามารถซึมผ่านของเหลวที่ใช้ได้ และต้องตั้งอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ปนเปื้อนน้ำใต้ดินที่อยู่ห่างจากแหล่งแร่

โรงงานผลิตยูเรเนียม ISL ใช้แหล่งน้ำบาดาลในแหล่งแร่ ซึ่งเสริมด้วยสารเชิงซ้อนและในกรณีส่วนใหญ่จะมีสารออกซิไดซ์ จากนั้นจึงสูบน้ำผ่านแหล่งแร่ใต้ดินเพื่อสกัดแร่ธาตุในนั้นโดยกระบวนการชะล้าง เมื่อสารละลายที่มีแร่ถูกส่งกลับขึ้นสู่ผิวดิน ยูเรเนียมจะถูกสกัดออกมาในลักษณะเดียวกับโรงงานยูเรเนียมอื่นๆ ทั่วไป

ในเหมือง ISL ของออสเตรเลีย ( เช่น เหมืองเบเวอร์ลีย์โฟร์ไมล์และฮันนีมูน ) สารออกซิไดซ์ที่ใช้คือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และสารเชิงซ้อนคือกรดซัลฟิวริก ส่วนเหมือง ISL ของคาซัคสถานโดยทั่วไปไม่ได้ใช้สารออกซิไดซ์ แต่ใช้กรดที่มีความเข้มข้นสูงกว่ามากในสารละลายหมุนเวียน เหมือง ISL ในสหรัฐอเมริกาใช้การชะล้างด้วยด่างเนื่องจากมีแร่ธาตุที่ดูดซับกรดในปริมาณมาก เช่น ยิปซัมและหินปูนในชั้นหินอุ้มน้ำ หากมีแร่คาร์บอเนตมากกว่าไม่กี่เปอร์เซ็นต์ จะต้องใช้การชะล้างด้วยด่างแทนการชะล้างด้วยกรดที่มีประสิทธิภาพมากกว่า

รัฐบาลออสเตรเลียได้เผยแพร่คู่มือแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการทำเหมืองแร่ยูเรเนียมแบบ in situ leach ซึ่งกำลังอยู่ระหว่างการปรับปรุงเพื่อให้สอดคล้องกับความแตกต่างระหว่างประเทศ ^{[ 34 ]}

ความเข้มข้นของยูเรเนียมในน้ำทะเลต่ำ ประมาณ 3.3 ส่วนต่อพันล้านหรือ 3.3 ไมโครกรัมต่อลิตรของน้ำทะเล^{[ 35 ]}แต่ปริมาณทรัพยากรนี้มีมหาศาล และนักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าทรัพยากรนี้แทบจะไม่มีขีดจำกัดเมื่อเทียบกับความต้องการทั่วโลก กล่าวคือ หากสามารถใช้ยูเรเนียมในน้ำทะเลเพียงบางส่วน ก็สามารถจัดหาเชื้อเพลิงสำหรับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ทั่วโลกได้ในระยะยาว^{[ 36 ]}ผู้สนับสนุนบางคนอ้างว่าสถิตินี้เกินจริง^{[ 37 ]}แม้ว่าการวิจัยและพัฒนาเพื่อการกู้คืนธาตุที่มีความเข้มข้นต่ำนี้โดยใช้สารดูดซับอนินทรีย์ เช่น สารประกอบ ไทเทเนียมออกไซด์จะเกิดขึ้นตั้งแต่ทศวรรษ 1960 ในสหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส เยอรมนี และญี่ปุ่น แต่การวิจัยนี้ก็หยุดชะงักลงเนื่องจากประสิทธิภาพการกู้คืนต่ำ

ที่ศูนย์วิจัยเคมีรังสีทาคาซากิ สถาบันวิจัยพลังงานปรมาณูแห่งประเทศญี่ปุ่น (JAERI Takasaki Research Establishment) ได้มีการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งประสบความสำเร็จในการผลิตสารดูดซับโดยการฉายรังสีเส้นใยพอลิเมอร์ สารดูดซับที่สังเคราะห์ขึ้นมีหมู่ฟังก์ชัน ( หมู่เอไมโดออกซีม ) ที่สามารถดูดซับโลหะหนักได้อย่างเลือกสรร และได้มีการปรับปรุงประสิทธิภาพของสารดูดซับดังกล่าว ความสามารถในการดูดซับยูเรเนียมของสารดูดซับเส้นใยพอลิเมอร์นั้นสูงมาก สูงกว่าสารดูดซับไทเทเนียมออกไซด์แบบดั้งเดิมประมาณสิบเท่า

วิธีหนึ่งในการสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเลคือการใช้ผ้าไม่ทอเฉพาะสำหรับยูเรเนียมเป็นสารดูดซับ ปริมาณยูเรเนียมทั้งหมดที่กู้คืนได้จากกล่องเก็บสามกล่องซึ่งบรรจุผ้า 350 กิโลกรัมมีปริมาณมากกว่า 1 กิโลกรัมของเยลโลว์เค้กหลังจากแช่ในมหาสมุทรเป็นเวลา 240 วัน^{[ 38 ]}การทดลองของ Seko et al.ได้รับการทำซ้ำโดย Tamada et al. ในปี 2549 พวกเขาพบว่าต้นทุนแตกต่างกันไปตั้งแต่ 15,000 เยนถึง 88,000 เยนขึ้นอยู่กับสมมติฐาน และ "ต้นทุนต่ำสุดที่สามารถทำได้ในขณะนี้คือ 25,000 เยน โดยใช้สารดูดซับ 4 กรัม-U/กิโลกรัมในพื้นที่ทะเลของโอกินาวา โดยมีการใช้งานซ้ำ 18 ครั้ง [ sic ]" ด้วยอัตราแลกเปลี่ยนในเดือนพฤษภาคม 2551 ราคาจะอยู่ที่ประมาณ 240 ดอลลาร์สหรัฐ/กิโลกรัม-U ^{[ 39 ]}

ในปี 2012 นักวิจัย ของ ORNLประกาศความสำเร็จในการพัฒนาวัสดุดูดซับชนิดใหม่ที่เรียกว่า "HiCap" ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าวัสดุดูดซับที่ดีที่สุดก่อนหน้านี้อย่างมาก ซึ่งทำหน้าที่กักเก็บโมเลกุลของแข็งหรือก๊าซ อะตอม หรือไอออนไว้บนพื้นผิว^{[ 40 ]} "เราได้แสดงให้เห็นว่าวัสดุดูดซับของเราสามารถสกัดยูเรเนียมได้มากกว่าวัสดุดูดซับที่ดีที่สุดในโลกถึง 5-7 เท่า ด้วยอัตราการดูดซับที่เร็วกว่าถึง 7 เท่า" คริส แจนเค หนึ่งในผู้คิดค้นและสมาชิกของแผนกวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุของ ORNL กล่าว HiCap ยังสามารถกำจัดโลหะที่เป็นพิษออกจากน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตามผลการวิจัยที่ได้รับการยืนยันจากนักวิจัยที่Pacific Northwest National Laboratory ^{[ 41 ] [ 42 ]}

ในปี 2012 มีการประมาณการว่าแหล่งเชื้อเพลิงนี้สามารถสกัดได้ในราคาสูงกว่าราคายูเรเนียมในปัจจุบันถึง 10 เท่า^{[ 43 ]} ในปี 2014 ด้วยความก้าวหน้าในการเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเล มีการเสนอแนะว่าการผลิตเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาจากน้ำทะเลจะมีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจหากกระบวนการนี้ถูกนำไปใช้ในระดับใหญ่^{[ 44 ]}ยูเรเนียมที่สกัดจากน้ำทะเลในระดับอุตสาหกรรมจะได้รับการเติมเต็มอย่างต่อเนื่องโดยทั้งการกัดเซาะหินของแม่น้ำและกระบวนการตามธรรมชาติของการละลาย ของยูเรเนียม จากพื้นผิวของพื้นมหาสมุทร ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ช่วยรักษาสมดุลการละลายของความเข้มข้นของน้ำทะเลให้อยู่ในระดับที่คงที่^{[ 45 ]}นักวิจารณ์บางคนโต้แย้งว่าสิ่งนี้ช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับกรณีที่พลังงานนิวเคลียร์ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นพลังงานหมุนเวียน^{[ 46 ]}

ในปี 2025 นักวิจัยชาวจีนได้แสดงให้เห็นถึงการกู้คืนยูเรเนียมจากน้ำทะเลด้วยต้นทุนที่อาจแข่งขันได้กับเทคนิคการทำเหมืองแบบดั้งเดิม^{[ 47 ] [ 48 ]}

ยูเรเนียมสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ในฐานะผลิตภัณฑ์พลอยได้ร่วมกับผลิตภัณฑ์ร่วมอื่นๆ เช่น โมลิบเดนัม วานาเดียม นิกเกล สังกะสี และผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ยูเรเนียมมักพบใน แร่ ฟอสเฟตซึ่งจำเป็นต้องแยกออกเนื่องจากฟอสเฟตส่วนใหญ่ใช้เป็นปุ๋ย ฟอสโฟยิปซัมเป็นของเสียจากการทำเหมืองฟอสเฟตที่อาจมีปริมาณยูเรเนียมและเรเดียมจำนวนมากเถ้าลอยจากถ่านหินก็มีปริมาณยูเรเนียมจำนวนมากเช่นกัน และได้รับการเสนอแนะให้เป็นแหล่งสกัดยูเรเนียม

ยูเรเนียมเกิดขึ้นตามธรรมชาติในหินหลายชนิด และแม้แต่ในน้ำทะเล อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับโลหะอื่นๆ ยูเรเนียมมักมีความเข้มข้นไม่เพียงพอที่จะนำมาใช้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจได้^{[ 49 ]} เช่นเดียวกับทรัพยากรอื่นๆ ยูเรเนียมไม่สามารถขุดได้ในความเข้มข้นที่ต้องการ ไม่ว่าจะใช้เทคโนโลยีใดก็ตาม ในบางจุดการขุดแร่เกรดต่ำจะมีต้นทุนสูงเกินไป บริษัทเหมืองแร่มักพิจารณาความเข้มข้นที่มากกว่า 0.075% (750 ppm) ว่าเป็นแร่หรือหินที่คุ้มค่าต่อการขุดในราคาตลาดของยูเรเนียมในปัจจุบัน^{[ 50 ]} มียูเรเนียมประมาณ 40 ล้านล้านตันในเปลือกโลก แต่ส่วนใหญ่กระจายอยู่ในความเข้มข้นต่ำมากทั่วทั้งเปลือกโลกมวล3 × 10 ¹⁹  ตัน^{[ 51 ] [ 52 ]} ประมาณการปริมาณที่เข้มข้นเป็นแร่ที่สามารถสกัดได้ในราคาต่ำกว่า 130 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม อาจน้อยกว่าหนึ่งในล้านของทั้งหมด^{[ 53 ]}

ยูเรเนียม-235 ซึ่งเป็นไอโซโทปที่สามารถแตกตัวได้ของยูเรเนียมและใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ คิดเป็นประมาณ 0.7% ของยูเรเนียมจากแร่ เป็นไอโซโทปที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเพียงชนิดเดียวที่สามารถผลิตพลังงานนิวเคลียร์ได้โดยตรง แม้ว่ายูเรเนียม-235 จะสามารถ "ผลิต" ได้จาก...²³⁴ยูเรเนียมซึ่งเป็นผลผลิตจากการสลายตัวตามธรรมชาติของ²³⁸ยูเรเนียม-235 มีปริมาณ 55 ppm ในตัวอย่างยูเรเนียมธรรมชาติทั้งหมด ซึ่งในที่สุดแล้วยูเรเนียม-235 ก็เป็นทรัพยากรที่จำกัดและไม่สามารถทดแทนได้ [ ^{56 ] [ 57 ] เนื่องจาก} ราคายูเรเนียมในปัจจุบันต่ำเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ จึงทำงานบน "วงจรเชื้อเพลิงแบบใช้ครั้งเดียว" ซึ่งทำให้พลังงานเกือบทั้งหมดถูกเก็บไว้ในเชื้อเพลิงเดิม²³⁸ยูเรเนียม (U ) ซึ่งประกอบเป็นยูเรเนียมธรรมชาติกว่า 99% ยังไม่ได้ถูกนำมาใช้กระบวนการแปรรูปนิวเคลียร์สามารถนำพลังงานส่วนหนึ่งกลับมาใช้ใหม่ได้โดยการผลิตเชื้อเพลิง MOXหรือเชื้อเพลิง Remixสำหรับใช้ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาเพื่อผลิตไฟฟ้าแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีนี้กำลังถูกนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรมในฝรั่งเศส รัสเซีย และญี่ปุ่น อย่างไรก็ตาม ด้วยราคายูเรเนียมในปัจจุบัน เทคโนโลยีนี้ถูกมองว่าไม่คุ้มค่าหากพิจารณาเฉพาะด้าน "วัตถุดิบ" เท่านั้น

เทคโนโลยี เครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์สามารถทำให้ยูเรเนียมสำรองที่มีอยู่สามารถผลิตพลังงานให้กับมนุษยชาติได้เป็นพันล้านปี ทำให้พลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานที่ยั่งยืน^{[ 58 ] [ 59 ]}

แหล่งสำรองเป็นทรัพยากรที่หาได้ง่ายที่สุด^{[ 60 ]} ประมาณ 96% ของแหล่งสำรองยูเรเนียมทั่วโลกอยู่ใน 10 ประเทศนี้ ได้แก่ ออสเตรเลีย แคนาดา คาซัคสถาน แอฟริกาใต้ บราซิล นามิเบีย อุซเบกิสถาน สหรัฐอเมริกา ไนเจอร์ และรัสเซีย^{[ 61 ]}

ทรัพยากรยูเรเนียมที่ทราบนั้นแสดงถึงระดับทรัพยากรที่แน่นอนที่สูงกว่าปกติสำหรับแร่ธาตุส่วนใหญ่ การสำรวจเพิ่มเติมและราคาที่สูงขึ้นจะทำให้ได้ทรัพยากรเพิ่มเติมอย่างแน่นอนบนพื้นฐานของความรู้ทางธรณีวิทยาในปัจจุบัน เนื่องจากทรัพยากรที่มีอยู่จะถูกใช้ไป มีการสำรวจยูเรเนียมเพียงเล็กน้อยระหว่างปี 1985 ถึง 2005 ดังนั้นความพยายามในการสำรวจที่เพิ่มขึ้นอย่างมากที่เราเห็นในปัจจุบันอาจทำให้ทรัพยากรทางเศรษฐกิจที่ทราบเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าได้อย่างง่ายดาย บนพื้นฐานของการเปรียบเทียบกับแร่โลหะอื่นๆ การเพิ่มขึ้นของราคาเป็นสองเท่าจากระดับราคาในปี 2007 คาดว่าจะทำให้ทรัพยากรที่วัดได้เพิ่มขึ้นประมาณสิบเท่าเมื่อเวลาผ่านไป^{[ 62 ]}

ทรัพยากรแบบดั้งเดิมที่ทราบกันดีคือทรัพยากรที่ทราบว่ามีอยู่จริงและขุดได้ง่าย^{[ 60 ]} ในปี 2549 มีทรัพยากรแบบดั้งเดิมประมาณ 4 ล้านตัน^{[ 63 ]} ในปี 2554 เพิ่มขึ้นเป็น 7 ล้านตัน การสำรวจหาแร่ยูเรเนียมเพิ่มขึ้น: ตั้งแต่ปี 1981 ถึงปี 2550 ค่าใช้จ่ายในการสำรวจประจำปีเพิ่มขึ้นเล็กน้อยจาก 4 ล้านดอลลาร์สหรัฐเป็น 7 ล้านดอลลาร์สหรัฐ และเพิ่มขึ้นเป็น 11 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2554 ^{[ 64 ]}

แหล่งแร่ยูเรเนียมที่ใหญ่ที่สุดในโลกพบได้ในสามประเทศ ออสเตรเลียมีทรัพยากรยูเรเนียมที่ได้รับการยืนยันและคาดการณ์ไว้ประมาณ 30% ของโลก หรือประมาณ 1.673 เมกะตัน (3.69 × 10⁹^{ปอนด์}  ) ^{[ 49 ]} คาซัคสถานมีปริมาณสำรองประมาณ 12% ของโลก หรือประมาณ 651 กิโลตัน (1.4 × 10⁹^{ปอนด์}  ) ^{[ 65 ]} แคนาดามียูเรเนียม 485 กิโลตัน (1,100 × 10⁶^{ปอนด์}  ) คิดเป็นประมาณ 9% ^{[ 49 ]}^^^

ทรัพยากรแบบดั้งเดิมที่ยังไม่ถูกค้นพบคือทรัพยากรที่เชื่อว่ามีอยู่แต่ยังไม่ได้ถูกขุด^{[ 60 ]} ต้องใช้ความพยายามในการสำรวจและพัฒนาอย่างมากเพื่อค้นหาแหล่งแร่ที่เหลืออยู่และเริ่มการขุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากภูมิศาสตร์ของโลกทั้งหมดยังไม่ได้ถูกสำรวจหาแร่ยูเรเนียมในขณะนี้ จึงยังมีศักยภาพที่จะค้นพบทรัพยากรที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้^{[ 66 ]} หนังสือแดงของ OECD อ้างถึงพื้นที่ที่ยังเปิดให้สำรวจทั่วโลก หลายประเทศกำลังดำเนินการสำรวจด้วยเครื่องวัดความลาดชันของสนามแม่เหล็กทางอากาศอย่างครบถ้วนเพื่อประเมินขนาดของทรัพยากรแร่ที่ยังไม่ถูกค้นพบ เมื่อรวมกับการสำรวจด้วยรังสีแกมมา วิธีการเหล่านี้สามารถระบุตำแหน่งแหล่งแร่ยูเรเนียมและธอร์เรียมที่ยังไม่ถูกค้นพบได้^{[ 67 ]} กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาได้ดำเนินการประเมินยูเรเนียมระดับชาติครั้งแรกและครั้งเดียวในปี 1980 – โครงการประเมินทรัพยากรยูเรเนียมแห่งชาติ (NURE) ^{[ 68 ]}

ทรัพยากรยูเรเนียมรองได้มาจากแหล่งอื่น เช่น อาวุธนิวเคลียร์ สินค้าคงคลัง การแปรรูป และการเสริมสมรรถนะซ้ำ เนื่องจากทรัพยากรรองมีต้นทุนการค้นพบที่ต่ำมากและต้นทุนการผลิตที่ต่ำมาก จึงทำให้ทรัพยากรเหล่านี้เข้ามาแทนที่การผลิตขั้นต้นเป็นจำนวนมาก^{[ 69 ]} ในปี 2017 ประมาณ 7% ของความต้องการยูเรเนียมมาจากทรัพยากรรอง^{[ 70 ] [ 71 ]}

เนื่องจากการลดคลังอาวุธนิวเคลียร์ ทำให้ยูเรเนียมที่เคยใช้ในการผลิตอาวุธจำนวนมากถูกปล่อยออกมาเพื่อใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์พลเรือน ส่งผลให้ตั้งแต่ปี 1990 เป็นต้นมา ความต้องการพลังงานนิวเคลียร์จากยูเรเนียมส่วนใหญ่มาจากยูเรเนียมที่เคยใช้ในการผลิตอาวุธ มากกว่ายูเรเนียมที่ขุดใหม่ ในปี 2002 ยูเรเนียมที่ขุดใหม่สามารถจัดหาได้เพียง 54 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการพลังงานนิวเคลียร์^{[ 72 ]}แต่เมื่อปริมาณยูเรเนียมที่เคยใช้ในการผลิตอาวุธหมดลง การขุดยูเรเนียมก็เพิ่มขึ้น จนกระทั่งในปี 2012 การขุดยูเรเนียมสามารถจัดหาได้ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการเครื่องปฏิกรณ์ และองค์การพลังงานนิวเคลียร์แห่ง OECD และองค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศคาดการณ์ว่าช่องว่างในอุปทานจะหมดไปโดยสิ้นเชิงในปี 2013 ^{[ 73 ] [ 74 ]}

องค์กรต่างๆ หลายแห่งเก็บรักษาสินค้าคงคลังไว้ ไม่ว่าจะเป็นภาครัฐ ภาคธุรกิจ และอื่นๆ^{[ 75 ] [ 76 ]}

กระทรวงพลังงานสหรัฐฯเก็บสินค้าคงคลังไว้เพื่อความมั่นคงด้านอุปทานเพื่อรองรับเหตุฉุกเฉินในกรณีที่ยูเรเนียมไม่มีจำหน่ายไม่ว่าจะด้วยราคาใดก็ตาม^{[ 77 ]}

ทั้งสหรัฐอเมริกาและรัสเซียต่างมุ่งมั่นที่จะนำอาวุธนิวเคลียร์ของตนกลับมาใช้ใหม่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการผลิตไฟฟ้า โครงการนี้เป็นที่รู้จักในชื่อ^{โครงการ} Megatons to Megawatts ^[ 78 ^] การผสม ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง (HEU) จากอาวุธนิวเคลียร์ของรัสเซีย จำนวน 500 ตัน (1,100 × 10³^{ปอนด์ ) จะทำให้ได้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำ (LEU) ประมาณ 15 กิโลตัน (33,000} × 10³^{ปอนด์}  ) ในระยะเวลา 20 ปี ซึ่งเทียบเท่ากับยูเรเนียมธรรมชาติประมาณ 152 กิโลตัน (340 × 10⁶ ^{ปอนด์) หรือมากกว่าความต้องการของโลกต่อปีถึงสองเท่า ตั้งแต่ปี 2000 ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงทางทหารจำนวน 30 ตัน (}  66 × ^{10³ ปอนด์) ได้เข้ามาแทนที่การผลิตยูเรเนียมออกไซด์} จาก  เหมืองประมาณ 10.6 กิโลตัน (23 × 10⁶^{ปอนด์}  ) ต่อปี ซึ่งคิดเป็นประมาณ 13% ของความต้องการของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั่วโลก^{[ 79 ]} โครงการ Megatons to Megawatts สิ้นสุดลงในปี 2013 ^{[ 78 ]}^^^^^

พลูโทเนียมที่ได้จากอาวุธนิวเคลียร์หรือแหล่งอื่นๆ สามารถนำมาผสมกับเชื้อเพลิงยูเรเนียมเพื่อผลิตเชื้อเพลิงออกไซด์ผสมได้ ในเดือนมิถุนายน ปี 2000 สหรัฐฯ และรัสเซียตกลงที่จะกำจัดพลูโทเนียมเกรดอาวุธจำนวน 34 กิโลตัน (75 × 10⁶^{ปอนด์}  ) ต่อประเทศภายในปี 2014 สหรัฐฯ ดำเนินการโครงการแบบสองทางที่ได้รับทุนสนับสนุนเอง (การทำให้ไม่เสถียรและการผลิตเชื้อเพลิงออกไซด์ผสม) กลุ่มประเทศ G-7 ให้เงินสนับสนุน 1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ เพื่อจัดตั้งโครงการของรัสเซีย โครงการหลังนี้เริ่มต้นด้วยเชื้อเพลิงออกไซด์ผสมที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ VVER ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง (PWR) รุ่นของรัสเซีย ต้นทุนที่สูงเป็นเพราะโครงการนี้ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของนโยบายวงจรเชื้อเพลิงของรัสเซีย เชื้อเพลิงออกไซด์ผสมสำหรับทั้งสองประเทศนี้เทียบเท่ากับ ยูเรเนียมธรรมชาติ ประมาณ 12 กิโลตัน (26 × 10⁶^{ปอนด์ ) [ 80 ]} สหรัฐอเมริกายังมีพันธสัญญาที่จะกำจัด HEU ที่ไม่ใช่ของเสียจำนวน 151 ตัน (330 × 10 ^{3 ปอนด์) [ 81 ]}^^^

การแปรรูปนิวเคลียร์ (หรือการรีไซเคิล) สามารถเพิ่มปริมาณยูเรเนียมได้โดยการแยกยูเรเนียมออกจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วส่วนใหญ่ประกอบด้วยยูเรเนียม โดยมีความเข้มข้นโดยทั่วไปประมาณ 96% โดยมวล^{[ 82 ]} องค์ประกอบของยูเรเนียมที่แปรรูปแล้วขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่เชื้อเพลิงอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์ แต่ส่วนใหญ่จะเป็นยูเรเนียม-238 โดยมี ยูเรเนียม-235ประมาณ 1% ยูเรเนียม-236 ประมาณ 1% และไอโซโทปอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย รวมถึงยูเรเนียม -232

ปัจจุบันทั่วโลกมีโรงงานแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วอยู่ 11 แห่ง ในจำนวนนี้ 2 แห่งเป็นโรงงานขนาดใหญ่ที่ดำเนินการเชิงพาณิชย์เพื่อแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา โดยมีกำลังการผลิตมากกว่า 1 กิโลตัน (2.2 × 10⁶^{ปอนด์}  ) ของยูเรเนียมต่อปี ได้แก่ โรงงาน La Hague ประเทศฝรั่งเศส ซึ่งมีกำลังการผลิต 1.6 กิโลตัน (3.5 × 10⁶^{ปอนด์}  ) ต่อปี และโรงงาน Sellafieldประเทศอังกฤษ ซึ่งมีกำลังการผลิต 1.2 กิโลตัน (2.6 × 10⁶^{ปอนด์}  ) ของยูเรเนียมต่อปี ส่วนที่เหลือเป็นโรงงานทดลองขนาดเล็ก^{[ 83 ]} โรงงานแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ทั้งสองแห่งสามารถแปรรูปกากยูเรเนียมได้ 2,800 ตันต่อปี^{[ 84 ]} สหรัฐอเมริกาเคยมีโรงงานแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วในอดีต แต่ได้สั่งห้ามการแปรรูปในช่วงปลายทศวรรษ 1970 เนื่องจากต้นทุนสูงและความเสี่ยงต่อการแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์ผ่านทางพลูโตเนียม ^^^

ปัญหาหลักของการแปรรูปยูเรเนียมคือต้นทุนของยูเรเนียมที่ขุดได้เมื่อเทียบกับต้นทุนของการแปรรูป^{[ 85 ] [ 86 ]} ในปัจจุบัน การแปรรูปและการใช้พลูโทเนียมเป็นเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์มีราคาแพงกว่าการใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมและการกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้วโดยตรงมาก แม้ว่าเชื้อเพลิงจะถูกแปรรูปเพียงครั้งเดียวก็ตาม^{[ 87 ]} การแปรรูปมีประโยชน์มากที่สุดเมื่อเป็นส่วนหนึ่งของวงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็วเนื่องจากยูเรเนียมที่แปรรูปแล้วและพลูโทเนียมเกรดเครื่องปฏิกรณ์ ต่างก็มีองค์ประกอบไอโซโทปที่ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานใน เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อนใน ปัจจุบัน

ทรัพยากรที่ไม่ธรรมดาคือปรากฏการณ์ที่ต้องใช้เทคโนโลยีใหม่ในการแสวงหาประโยชน์และ/หรือการใช้งาน บ่อยครั้งที่ทรัพยากรที่ไม่ธรรมดาเกิดขึ้นในความเข้มข้นต่ำ การแสวงหาประโยชน์จากยูเรเนียมที่ไม่ธรรมดาต้องใช้ความพยายามในการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติม ซึ่งไม่มีความจำเป็นทางเศรษฐกิจในทันที เนื่องจากมีฐานทรัพยากรแบบดั้งเดิมขนาดใหญ่และมีตัวเลือกในการแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้ว^{[ 88 ]} ฟอสเฟต น้ำทะเล เถ้าถ่านหินที่มีแร่ยูเรเนียม และหินน้ำมัน บางชนิด เป็นตัวอย่างของทรัพยากรยูเรเนียมที่ไม่ธรรมดา

ยูเรเนียมพบได้ในความเข้มข้น 50 ถึง 200 ส่วนต่อล้านส่วน (ppm) ในดินที่มีฟอสเฟตหรือหินฟอสเฟตเมื่อราคายูเรเนียมเพิ่มสูงขึ้น ความสนใจในการสกัดยูเรเนียมจากหินฟอสเฟตจึงเพิ่มขึ้น ซึ่งโดยปกติจะใช้เป็นพื้นฐานของปุ๋ยฟอสเฟต^{[ 89 ]} มีปริมาณยูเรเนียม 22 ล้านตันในแหล่งสะสมฟอสเฟต การกู้คืนยูเรเนียมจากฟอสเฟตเป็น^{เทคโนโลยี}ที่พัฒนาแล้ว^[ 88 ^]มีการนำไปใช้ในเบลเยียมและสหรัฐอเมริกา แต่ต้นทุนการกู้คืนที่สูงจำกัดการใช้ทรัพยากรเหล่านี้ โดยมีต้นทุนการผลิตโดยประมาณอยู่ในช่วง 60–100 ดอลลาร์สหรัฐ/กก.ยูเรเนียม รวมทั้งการลงทุน ตามรายงานของ OECD ปี 2003 สำหรับโครงการใหม่ 100 ตันยูเรเนียม/ปี^{[ 90 ]} ต้นทุนการดำเนินงานในอดีตสำหรับการ กู้ คืนยูเรเนียมจากกรดฟอสฟอริกอยู่ในช่วง 48–119 ดอลลาร์สหรัฐ/กก. U ₃ O ₈ ^{[ 91 ]} ในปี 2011 ราคาเฉลี่ยที่จ่ายสำหรับ U ₃ O ₈ในสหรัฐอเมริกาคือ 122.66 ดอลลาร์สหรัฐ/กก. ^{[ 92 ]}

ทั่วโลกมีโรงงานผลิต กรดฟอสฟอริกแบบเปียกประมาณ 400 แห่งที่กำลังดำเนินการอยู่ สมมติว่าปริมาณยูเรเนียมที่สามารถกู้คืนได้โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 100 ppm และราคายูเรเนียมไม่เพิ่มขึ้นจนทำให้การใช้ฟอสเฟตส่วนใหญ่กลายเป็น^ปุ๋ยสถานการณ์นี้ จะส่งผลให้ผลผลิต _{ยูเรเนียม} 3O8 สูงสุดตามทฤษฎีต่อปีอยู่ที่ 3.7 กิโลตัน (8.2 × 10⁶_{ปอนด์}  ) ^{[ 93 ]}^

แหล่งยูเรเนียมที่ไม่ธรรมดามีปริมาณยูเรเนียมมากถึง 4,000 เมกะตัน (8,800 × 10⁹^{ปอนด์}  ) ที่อยู่ในน้ำทะเล มีการสาธิตเทคโนโลยีหลายอย่างในการสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเลในระดับห้องปฏิบัติการ ตามข้อมูลของ OECD อาจสามารถสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเลได้ในราคาประมาณ 300 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัมยูเรเนียม^{[ 90 ]}^

ในปี 2012 นักวิจัย ของ ORNLประกาศความสำเร็จในการพัฒนาวัสดุดูดซับชนิดใหม่ที่เรียกว่า HiCap ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าสารดูดซับที่ดีที่สุดก่อนหน้านี้อย่างมาก ซึ่งทำหน้าที่กักเก็บโมเลกุลของแข็งหรือก๊าซ อะตอม หรือไอออนไว้บนพื้นผิว “เราได้แสดงให้เห็นว่าสารดูดซับของเราสามารถสกัดยูเรเนียมได้มากกว่าสารดูดซับที่ดีที่สุดในโลกถึง 5-7 เท่า ด้วยอัตราการดูดซับที่เร็วกว่าถึง 7 เท่า” คริส แจนเค หนึ่งในผู้คิดค้นและสมาชิกของแผนกวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุของ ORNL กล่าว HiCap ยังสามารถกำจัดโลหะที่เป็นพิษออกจากน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตามผลการวิจัยที่ได้รับการยืนยันจากนักวิจัยที่Pacific Northwest National Laboratory ^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]}

ในปี 2025 นักวิจัยได้นำเสนอเทคนิคที่ใช้การตกตะกอนด้วยไฟฟ้าบนโครงร่างอินทรีย์โคเวเลนต์ (COF) ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ ผลึกพรุน PEDOT ที่แทรกซึมเข้าไปในรูพรุนของ sp ^{2 c-COF-A ที่มีฟังก์ชัน} อะมิโดออกซีมและมีการเชื่อมต่อ π อย่างสมบูรณ์ อิเล็กโทรดสามารถสร้างใหม่และนำกลับมาใช้ซ้ำได้หลายครั้ง^{[ 98 ]}

จากการศึกษาของห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์พบว่าศักยภาพพลังงานสูงสุดตามทฤษฎี (เมื่อใช้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์ ) ของยูเรเนียมและทอเรียมในปริมาณเล็กน้อยในถ่านหินนั้นสูงกว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ถ่านหินเสียอีก^{[ 100 ]}ทั้งนี้แม้ว่าความเข้มข้นของยูเรเนียมในถ่านหินจะต่ำมาก โดยเฉลี่ยเพียงไม่กี่ส่วนต่อล้านส่วนก่อนการเผาไหม้ก็ตาม

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2508 ถึง พ.ศ. 2500 บริษัท Union Carbideได้ดำเนินการโรงงานในรัฐนอร์ทดาโคตาสหรัฐอเมริกา โดยใช้ลิกไนต์ที่มีแร่ ยูเรเนียมเป็นเชื้อเพลิงและสกัดยูเรเนียมจากเถ้า โรงงานแห่งนี้ผลิตยูเรเนียมออกไซด์ ( _{U₃O₈ )}ได้ประมาณ 150 เมตริกตันก่อนที่จะปิดตัวลง^{[ 101 ]}

กลุ่มความร่วมมือระหว่างประเทศได้เริ่มสำรวจการสกัดยูเรเนียมเชิงพาณิชย์จากเถ้าถ่านหินที่มีแร่ยูเรเนียมจากโรงไฟฟ้าถ่านหินที่ตั้งอยู่ในมณฑลยูนนาน ประเทศจีน^{[ 88 ]}มีการประกาศปริมาณยูเรเนียมเยลโลว์เค้กในระดับห้องปฏิบัติการครั้งแรกที่กู้คืนได้จากเถ้าถ่านหินที่มีแร่ยูเรเนียมในปี 2550 ^{[ 102 ]}โรงไฟฟ้าถ่านหินสามแห่งที่เซียวหลงถาง ต้าหลงถาง และไคหยวน ได้กองเถ้าของเสียไว้ การทดสอบเบื้องต้นจากกองเถ้าของเซียวหลงถางบ่งชี้ว่าวัสดุดังกล่าวมี (160–180 ส่วนต่อล้านส่วน) ของยูเรเนียม ซึ่งแสดงให้เห็นว่า สามารถกู้คืน _{U3O8 ได้ทั้งหมด 2.085 กิโล ตัน} ( 4.60 × 10⁶^{ปอนด์}  ) จากกองเถ้าดังกล่าวเพียงกองเดียว^{[ 102 ]}^

หินน้ำมันบางชนิดมีแร่ยูเรเนียม ซึ่งอาจนำมาใช้เป็นผลพลอยได้ ระหว่างปี พ.ศ. 2489 ถึง พ.ศ. 2495 มีการใช้หินดินดาน Dictyonema ชนิดทะเล ใน การผลิต ยูเรเนียมที่เมือง Sillamäeประเทศเอสโตเนีย และระหว่างปี พ.ศ. 2493 ถึง พ.ศ. 2532 มีการใช้หินดินดาน อะลูมิเนียมในประเทศสวีเดนเพื่อวัตถุประสงค์เดียวกัน^{[ 103 ]}

เครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้มากกว่าที่ใช้ไป จึงสามารถขยายปริมาณยูเรเนียมได้ โดยทั่วไปจะเปลี่ยนไอโซโทปหลักในยูเรเนียมธรรมชาติ คือ ยูเรเนียม-238 ให้เป็นพลูโทเนียม-239 ที่สามารถแตกตัวได้ ส่งผลให้ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ต่อหน่วยมวลของยูเรเนียมเพิ่มขึ้นถึงร้อยเท่า เนื่องจากยูเรเนียม-238 ซึ่งประกอบด้วยยูเรเนียมธรรมชาติ 99.3% ไม่ได้ถูกนำมาใช้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบดั้งเดิม แต่จะใช้ยูเรเนียม-235 แทน (ซึ่งประกอบด้วยยูเรเนียมธรรมชาติ 0.7%) ^{[ 104 ]}ในปี 1983 นักฟิสิกส์Bernard Cohenเสนอว่าปริมาณยูเรเนียมของโลกนั้นแทบไม่มีวันหมด และจึงสามารถถือได้ว่าเป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงานหมุนเวียน^{[ 59 ] [ 58 ]} เขาอ้างว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาเร็วซึ่งใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียม-238 ที่เติมเต็มตามธรรมชาติซึ่งสกัดจากน้ำทะเล สามารถให้พลังงานได้นานอย่างน้อยเท่ากับอายุขัยที่เหลืออยู่ของดวงอาทิตย์ที่คาดการณ์ไว้ห้าพันล้านปี^{[ 59 ]}

เครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงมีสองประเภท ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงเร็ว และเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงด้วยความร้อน ความพยายามในการนำเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงมาใช้ในเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ไม่ประสบความสำเร็จ เนื่องจากต้นทุนและความซับซ้อนที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา รวมถึงการต่อต้านทางการเมือง^{[ 105 ]} มีเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงเชิงพาณิชย์อยู่บ้าง ในปี 2559 เครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงนิวตรอนเร็ว BN-800 ของรัสเซียเริ่มผลิตในเชิงพาณิชย์เต็มกำลัง (800 MWe) โดยเข้าร่วมกับBN-600 ก่อนหน้านี้ ณ ปี 2563 เครื่องปฏิกรณ์ CFR-600 ของจีน อยู่ระหว่างการก่อสร้างหลังจากความสำเร็จของเครื่องปฏิกรณ์เร็วทดลองของจีนซึ่งมีพื้นฐานมาจาก BN-800 เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ในปัจจุบันผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นส่วนใหญ่มากกว่าเชื้อเพลิงใหม่ เนื่องจากความอุดมสมบูรณ์และราคาต่ำของยูเรเนียมออกไซด์ที่ขุดและแปรรูปใหม่ทำให้การผลิตเชื้อเพลิงไม่คุ้มค่า แต่สามารถเปลี่ยนไปผลิตเชื้อเพลิงใหม่และปิดวงจรได้ตามต้องการ เครื่อง ปฏิกรณ์ CANDUซึ่งได้รับการออกแบบให้ใช้ยูเรเนียมธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง สามารถใช้เชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาเป็นเชื้อเพลิงได้ เนื่องจากมีวัสดุฟิสไซล์ มากกว่า ยูเรเนียมธรรมชาติ การวิจัยเกี่ยวกับ "DUPIC" – การใช้เชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์ PWR โดยตรงในเครื่องปฏิกรณ์ประเภท CANDU – กำลังดำเนินการอยู่ และอาจเพิ่มความสามารถในการใช้เชื้อเพลิงโดยไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการแปรรูป^{[ 106 ]}

เครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาเร็ว นอกจากจะใช้ยูเรเนียม-235 แล้ว ยังเปลี่ยนยูเรเนียม-238 ที่สามารถผลิต เชื้อเพลิงได้ ให้เป็น พลูโทเนียม-239ซึ่งเป็น เชื้อเพลิง ฟิสไซล์ได้อีกด้วย เครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาเร็วมีราคาแพงกว่าในการสร้างและดำเนินการ รวมถึงการแปรรูป และจะคุ้มค่าทางเศรษฐกิจก็ต่อเมื่อราคายูเรเนียมสูงขึ้นไปถึงระดับก่อนปี 1980 ในแง่ของมูลค่าที่แท้จริง นอกจากจะช่วยขยายปริมาณเชื้อเพลิงที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างมากแล้ว เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ยังมีข้อดีตรงที่ผลิต กาก กัมมันตรังสีท รานส์ยูเรเนียมที่มีอายุยืนยาวน้อยกว่า และสามารถใช้กากกัมมันตรังสีจากเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา ในปัจจุบันได้ โดยสร้างพลังงานในกระบวนการดัง กล่าว ^{[ 107 ]}

ปรากฏว่ายูเรเนียมมีปริมาณมากกว่าที่คาดการณ์ไว้มาก และราคายูเรเนียมก็ลดลงอย่างรวดเร็ว (โดยมีราคาสูงขึ้นเล็กน้อยในช่วงทศวรรษ 1970) นี่คือเหตุผลที่สหรัฐอเมริกาหยุดใช้ในปี 1977 ^{[ 108 ]}และสหราชอาณาจักรก็ละทิ้งแนวคิดนี้ในปี 1994 ^{[ 109 ]} พบปัญหาทางเทคนิคและวัสดุที่สำคัญกับ FBR และการสำรวจทางธรณีวิทยาแสดงให้เห็นว่าการขาดแคลนยูเรเนียมจะไม่เป็นปัญหาในระยะเวลาหนึ่ง เมื่อถึงทศวรรษ 1980 เนื่องจากทั้งสองปัจจัยนี้ เป็นที่ชัดเจนว่า FBR จะไม่สามารถแข่งขันเชิงพาณิชย์กับเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาที่มีอยู่ได้ เศรษฐศาสตร์ของ FBR ยังคงขึ้นอยู่กับมูลค่าของเชื้อเพลิงพลูโทเนียมที่ผลิตขึ้น เมื่อเทียบกับต้นทุนของยูเรเนียมใหม่^{[ 110 ]}

เมื่อราคายูเรเนียมสูงขึ้นเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงอาจมีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ หลายประเทศมีโครงการวิจัยเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงที่กำลังดำเนินการอยู่ จีน อินเดีย และญี่ปุ่นวางแผนที่จะใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงในขนาดใหญ่ในช่วงหลายทศวรรษข้างหน้า โดยมีประสบการณ์การใช้งานเครื่องปฏิกรณ์มาแล้ว 300 ปี^{[ 111 ]}

ยูเรเนียมที่สามารถแตกตัวได้นั้นสามารถผลิตได้จากทอเรียมในเครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์ด้วยความร้อน ทอเรียมมีปริมาณมากกว่ายูเรเนียมถึงสามเท่า ทอเรียม-232 นั้นไม่สามารถแตกตัวได้ด้วยตัวเอง แต่สามารถเปลี่ยนเป็นยูเรเนียม-233 ที่สามารถแตกตัวได้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์ และยูเรเนียม-233 นั้นสามารถแตกตัวได้อีก โดยมีข้อดีคือ จะผลิตธาตุทรานส์ยูเรเนียมในปริมาณที่น้อยกว่า จาก การจับนิวตรอนเมื่อเทียบกับยูเรเนียม-235และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับพลูโทเนียม -239

แม้ว่าวงจรเชื้อเพลิงทอเรียมจะมีคุณสมบัติที่น่าสนใจหลายประการ แต่การพัฒนาในระดับใหญ่ก็อาจประสบปัญหาได้ โดยส่วนใหญ่เกิดจากความซับซ้อนของการแยกและการแปรรูปเชื้อเพลิง^{[ 112 ]} ผู้สนับสนุนเครื่องปฏิกรณ์แกนเหลวและเกลือหลอมเหลวเช่นLFTRอ้างว่าเทคโนโลยีเหล่านี้ลบล้างข้อเสียของทอเรียมที่กล่าวมาข้างต้นซึ่งมีอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์เชื้อเพลิงแข็ง

เครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์เครื่องแรกที่ประสบความสำเร็จที่ศูนย์พลังงานอินเดียนพอยต์ในบูคานัน รัฐนิวยอร์ก (หน่วยอินเดียนพอยต์ 1) ใช้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิง แกนปฏิกรณ์เครื่องแรกไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง^{[ 113 ]}

การผลิตยูเรเนียมมีความเข้มข้นสูง^{[ 26 ] : 191} ผู้ผลิตยูเรเนียมรายใหญ่ที่สุดของโลกในปี 2017 ได้แก่ คาซัคสถาน (39% ของการผลิตทั่วโลก) แคนาดา (22%) และออสเตรเลีย (10%) ผู้ผลิตรายใหญ่อื่นๆ ได้แก่ นามิเบีย (6.7%) ไนเจอร์ (6%) และรัสเซีย (5%) ^{[ 71 ]} การผลิตยูเรเนียมในปี 2017 อยู่ที่ 59,462 ตัน คิดเป็น 93% ของความต้องการ^{[ 70 ]}ส่วนที่เหลือมาจากสินค้าคงคลังที่ถือครองโดยบริษัทสาธารณูปโภคและบริษัทวงจรเชื้อเพลิงอื่นๆ สินค้าคงคลังที่ถือครองโดยรัฐบาล เชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้แล้วซึ่งผ่านการแปรรูปใหม่ วัสดุรีไซเคิลจากโครงการนิวเคลียร์ทางทหาร และยูเรเนียมในคลังยูเรเนียมที่หมดสภาพ^{[ 114 ]}

ความต้องการยูเรเนียมที่เกี่ยวข้องกับเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์ทั่วโลกต่อปีมีจำนวนประมาณ 60,100 ตัน ณ เดือนมกราคม 2021 ^{[ 115 ]}

เนื่องจากบางประเทศไม่สามารถจัดหายูเรเนียมตามความต้องการของตนเองได้อย่างคุ้มค่า ประเทศเหล่านั้นจึงต้องนำเข้าแร่ยูเรเนียมจากที่อื่น ตัวอย่างเช่น เจ้าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของสหรัฐฯ ซื้อยูเรเนียมธรรมชาติ 67 ล้านปอนด์ (30 กิโลตัน) ในปี 2549 โดย 84% หรือ 56 ล้านปอนด์ (25 กิโลตัน) เป็นยูเรเนียมที่นำเข้าจากต่างประเทศ ตามข้อมูลของกระทรวงพลังงาน^{[ 116 ]}

เนื่องจากการพัฒนา เทคโนโลยี เครื่องเหวี่ยงแก๊สในช่วงทศวรรษ 2000 ซึ่งเข้ามาแทนที่โรงงานแพร่กระจายแก๊ส แบบเดิม ทำให้ หน่วยงานแยกที่ มีราคาถูกกว่า สามารถผลิตยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ ได้มากขึ้น จากยูเรเนียมธรรมชาติในปริมาณที่กำหนด โดยการเสริมสมรรถนะส่วนท้ายจนเหลือยูเรเนียมที่เสริมสมรรถนะน้อยลงในที่สุด ซึ่งส่งผลให้ความต้องการยูเรเนียมธรรมชาติลดลงบ้าง^{[ 117 ]}

ตามข้อมูลของ Cameco Corporation ความต้องการยูเรเนียมมีความเชื่อมโยงโดยตรงกับปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ปัจจุบันกำลังการผลิตของเครื่องปฏิกรณ์กำลังเติบโตอย่างช้าๆ และเครื่องปฏิกรณ์กำลังทำงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยมีปัจจัยกำลังการผลิตและระดับพลังงานของเครื่องปฏิกรณ์ที่สูงขึ้น ประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์ที่ดีขึ้นส่งผลให้มีการบริโภคยูเรเนียมมากขึ้น^{[ 118 ]}

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีกำลังการผลิตไฟฟ้า 1,000 เมกะวัตต์ ต้องใช้ยูเรเนียมธรรมชาติประมาณ 200 ตัน (440 × 10³^{ปอนด์}  ) ต่อปี ตัวอย่างเช่น สหรัฐอเมริกามีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้งานอยู่ 103 เครื่อง โดยมีกำลังการผลิตเฉลี่ย 950 เมกะวัตต์ ซึ่งต้องใช้ ยูเรเนียมธรรมชาติ มากกว่า 22 กิโลตัน (49 × 10⁶^{ปอนด์ ) ในปี 2548 [ 119 ]}เมื่อจำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพิ่มขึ้น ความต้องการยูเรเนียมก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ^^

เนื่องจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้เวลานานในการก่อสร้างและการเติมเชื้อเพลิงก็ดำเนินการเป็นระยะๆ อย่างคาดการณ์ได้ ความต้องการยูเรเนียมจึงค่อนข้างคาดการณ์ได้ในระยะสั้น นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับวัฏจักรเศรษฐกิจระยะสั้นน้อยกว่า เพราะพลังงานนิวเคลียร์มีอัตราส่วนต้นทุนคงที่ต่อต้นทุนผันแปรที่แข็งแกร่งที่สุด (กล่าวคือต้นทุนส่วนเพิ่มของการเดินเครื่อง แทนที่จะปล่อยให้โรงไฟฟ้าที่สร้างเสร็จแล้วไม่ได้ใช้งานนั้นต่ำมาก เมื่อเทียบกับต้นทุนการลงทุนในการก่อสร้าง) ดังนั้นจึงแทบจะไม่ควรปล่อยให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไม่ได้ใช้งานด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจ อย่างไรก็ตาม นโยบายนิวเคลียร์อาจนำไปสู่ความผันผวนของความต้องการในระยะสั้น ดังที่เห็นได้จากนโยบายยุติการใช้พลังงานนิวเคลียร์ ของเยอรมนี ซึ่งรัฐบาลของเกอร์ฮาร์ด ชโรเดอร์ (1998–2005) ได้ตัดสินใจไว้ แต่ถูกยกเลิกในสมัยคณะรัฐมนตรีของนางเมอร์เคล (2009–2013) และถูกยกเลิกอีกครั้งเนื่องจากอุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะซึ่งนำไปสู่การปิดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หลายแห่งในเยอรมนีเป็นการชั่วคราว

โดยทั่วไปแล้ว ในกรณีของพลังงานนิวเคลียร์ ต้นทุนเชื้อเพลิงมีสัดส่วนต่ำที่สุดในต้นทุนพลังงานทั้งหมดเมื่อเทียบกับพลังงานรูปแบบอื่นๆ ที่ใช้เชื้อเพลิง (เช่น เชื้อเพลิงฟอสซิล ชีวมวล และนิวเคลียร์) ยิ่งไปกว่านั้น ด้วยความหนาแน่นของพลังงานมหาศาลของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ (โดยเฉพาะในรูปของยูเรเนียมเสริมสมรรถนะหรือพลูโทเนียมเกรดสูง) จึงง่ายต่อการสำรองเชื้อเพลิงในปริมาณที่เพียงพอสำหรับการใช้งานหลายปีด้วยการบริโภคคงที่ โรงไฟฟ้าที่ไม่มี ความสามารถ ในการเติมเชื้อเพลิงแบบออนไลน์ซึ่งเป็นกรณีของโรงไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ที่กำลังดำเนินการอยู่ จะเติมเชื้อเพลิงให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานที่เสียค่าใช้จ่ายสูง และมักจะวางแผนการหยุดทำงานเพื่อเติมเชื้อเพลิงล่วงหน้าเป็นเวลานาน เพื่อให้สามารถใช้เวลาหยุดทำงานตามกำหนดสำหรับการบำรุงรักษาและการตรวจสอบได้ด้วย ดังนั้น ผู้ประกอบการโรงไฟฟ้าจึงมักมีสัญญาซื้อขายระยะยาวกับซัพพลายเออร์เชื้อเพลิง ซึ่งได้รับผลกระทบจากความผันผวนของราคายูเรเนียมเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ผลกระทบต่อราคาไฟฟ้าสำหรับผู้บริโภคปลายทางนั้นน้อยมาก แม้แต่ในประเทศอย่างฝรั่งเศส ซึ่งได้รับพลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่จากพลังงานนิวเคลียร์ ถึงกระนั้น การเปลี่ยนแปลงราคาในระยะสั้น เช่นฟองสบู่ยูเรเนียมในปี 2007อาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อบริษัทเหมืองแร่ การสำรวจ และการคำนวณทางเศรษฐกิจว่าแหล่งแร่แห่งใดคุ้มค่าต่อการลงทุนในเชิงพาณิชย์หรือไม่

ตั้งแต่ปี 1981 ราคาและปริมาณยูเรเนียมในสหรัฐอเมริกาได้รับการรายงานโดยกระทรวงพลังงาน^{[ 120 ] [ 121 ]} ราคานำเข้าลดลงจาก 32.90 ดอลลาร์สหรัฐ/ปอนด์-U ₃ O ₈ในปี 1981 เหลือ 12.55 ในปี 1990 และต่ำกว่า 10 ดอลลาร์สหรัฐ/ปอนด์-U ₃ O ₈ในปี 2000 ราคาที่จ่ายสำหรับยูเรเนียมในช่วงทศวรรษ 1970 สูงกว่า โดยศูนย์ข้อมูลนิวเคลียร์รายงานว่าราคาขายยูเรเนียมของออสเตรเลียในปี 1978 อยู่ที่ 43 ดอลลาร์สหรัฐ/ปอนด์-U ₃ O ₈ราคายูเรเนียมแตะระดับต่ำสุดเป็นประวัติการณ์ในปี 2001 โดยมีราคา 7 ดอลลาร์สหรัฐ/ปอนด์ แต่ในเดือนเมษายน 2007 ราคายูเรเนียมในตลาดซื้อขายทันทีเพิ่มขึ้นเป็น 113.00 ดอลลาร์สหรัฐ/ปอนด์^{[ 122 ]}ซึ่งเป็นจุดสูงสุดของฟองสบู่ยูเรเนียมในปี 2007 ซึ่งใกล้เคียงกับระดับสูงสุดตลอดกาล (ปรับตามอัตราเงินเฟ้อ) ในปี 1977 ^{[ 123 ]}

หลังภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะ ในปี 2011 ภาคอุตสาหกรรมยูเรเนียมทั่วโลกยังคงซบเซา โดยราคายูเรเนียมลดลงมากกว่า 50% มูลค่าหุ้นลดลง และผลกำไรของผู้ผลิตยูเรเนียมลดลงตั้งแต่เดือนมีนาคม 2011 จนถึงปี 2014 ส่งผลให้บริษัทยูเรเนียมทั่วโลกลดต้นทุนและจำกัดการดำเนินงาน^{[ 124 ]}ตัวอย่างเช่นWestwater Resources (เดิมชื่อ Uranium Resources) ต้องยุติการดำเนินงานด้านยูเรเนียมทั้งหมดเนื่องจากราคาไม่เอื้ออำนวย นับตั้งแต่นั้นมา Westwater ได้พยายามขยายไปสู่ตลาดอื่น ๆ ได้แก่ลิเธียมและกราไฟต์^{[ 125 ]}

ณ เดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2557 ราคาแร่ยูเรเนียมเข้มข้นยังคงอยู่ใกล้ระดับต่ำสุดในรอบ 5 ปี โดยราคายูเรเนียมลดลงมากกว่า 50% จากราคาสูงสุดในเดือนมกราคม พ.ศ. 2554 ซึ่งสะท้อนถึงการสูญเสียความต้องการจากญี่ปุ่นภายหลังภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะ ในปี พ.ศ. 2554 ^{[ 126 ]}จากผลของราคาที่ต่ำอย่างต่อเนื่อง ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2557 บริษัทเหมืองแร่Camecoได้เลื่อนแผนการขยายการผลิตจากเหมืองที่มีอยู่เดิมในแคนาดาออกไป แม้ว่าจะยังคงดำเนินการเปิดเหมืองใหม่ที่ Cigar Lake ต่อไป^{[ 127 ]}ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2557 เช่นกัน Paladin Energy ได้ระงับการดำเนินงานที่เหมืองในมาลาวี โดยระบุว่าการดำเนินงานที่มีต้นทุนสูงนั้นขาดทุนในราคาปัจจุบัน^{[ 128 ]}

โดยทั่วไป ความผันผวนระยะสั้นของราคายูเรเนียมเป็นเรื่องที่น่ากังวลสำหรับผู้ประกอบการและเจ้าของเหมืองและแหล่งแร่ที่มีศักยภาพมากกว่าผู้ประกอบการโรงไฟฟ้า เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงาน สูง ยูเรเนียมจึงง่ายต่อการเก็บสะสมในรูปของคลังสำรองเชิงกลยุทธ์ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของราคาในระยะสั้นจึงสามารถชดเชยได้โดยการเข้าถึงคลังสำรองเหล่านั้น^{[ 129 ]}นอกจากนี้ หลายประเทศยังมี คลัง สำรองโดยพฤตินัยในรูปของยูเรเนียมที่ผ่านการแปรรูป^{[ 130 ]}หรือยูเรเนียมที่หมดสภาพซึ่งยังคงมีส่วนประกอบของวัสดุฟิสไซล์ อยู่บ้าง ซึ่งสามารถทำให้การเสริมสมรรถนะยูเรเนียมคุ้มค่าหากสภาวะตลาดเอื้ออำนวย^{[ 131 ]}การแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วทางนิวเคลียร์นั้น–ในช่วงทศวรรษ 2020 – ดำเนินการในเชิงพาณิชย์เป็นหลักเพื่อใช้ประโยชน์จากวัสดุฟิสไซล์ที่ยังคงอยู่ในเชื้อเพลิงใช้ แล้ว กระบวนการ PUREX ที่ใช้กันทั่วไป จะกู้คืนยูเรเนียมและพลูโทเนียม ซึ่งสามารถแปลงเป็นเชื้อเพลิง MOXเพื่อใช้ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาเดียวกันกับที่ผลิตเชื้อเพลิงใช้แล้ว การแปรรูปซ้ำจะคุ้มค่าทางเศรษฐกิจหรือไม่นั้นเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันมาก และขึ้นอยู่กับสมมติฐานเกี่ยวกับราคาของยูเรเนียมและต้นทุนการกำจัดผ่านคลังเก็บใต้ดินลึกหรือการแปลงสภาพนิวเคลียร์^{[ 132 ] [ 133 ] [ 134 ]}เครื่องปฏิกรณ์ที่สามารถใช้ยูเรเนียมธรรมชาติ เป็นเชื้อเพลิง จะใช้ยูเรเนียมที่ขุดได้น้อยกว่าต่อหน่วยพลังงานที่ผลิตได้ แต่จะมีต้นทุนการสร้างที่สูงกว่าเนื่องจากต้องใช้น้ำหนักมากเป็นตัวหน่วง^{[ 135 ]}นอกจากนี้ เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ต้องสามารถเติมเชื้อเพลิงแบบออนไลน์ ได้ เนื่องจากอัตราการเผาไหม้ที่ทำได้ด้วยยูเรเนียมธรรมชาติจะต่ำกว่าที่ทำได้ด้วยยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ การต้องปิดเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดทุกครั้งที่เติมเชื้อเพลิงจะทำให้เครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว^{[ 136 ]}เครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงเองก็จะคุ้มค่าทางเศรษฐกิจมากขึ้นเมื่อราคายูเรเนียมสูงขึ้น และการลดลงของราคายูเรเนียมในช่วงทศวรรษ 1970 ก็เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ความสนใจในเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงลดลง^{[ 137 ] [ 138 ]}วงจรเชื้อเพลิงทอเรียมถือเป็นอีกทางเลือกหนึ่งหากและเมื่อราคายูเรเนียมยังคงอยู่ในระดับสูงอย่างต่อเนื่อง และด้วยเหตุนี้ความสนใจในทางเลือกนี้แทนเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา "กระแสหลัก" ในปัจจุบันจึงขึ้นอยู่กับราคายูเรเนียมเป็นส่วนใหญ่^{[ 139 ]}

การทำเหมืองแร่ยูเรเนียมเป็นสิ่งผิดกฎหมายในหลายประเทศ เนื่องจากยูเรเนียมมักถูกขุดพบโดยบังเอิญพร้อมกับแร่ธาตุอื่นๆ การห้ามทำเหมืองในทางปฏิบัติจึงมักหมายความว่ายูเรเนียมจะถูกฝังกลบอีกครั้งที่เหมืองหลังจากขุดออกมาครั้งแรกแล้ว

ประเทศ/ดินแดน	รัฐ/จังหวัด	สถานะ	หมายเหตุ
ออสเตรเลีย	รัฐนิวเซาท์เวลส์	ผิดกฎหมาย	ห้ามในปี 1986 การสำรวจหาแร่ยังคงถูกกฎหมาย
ออสเตรเลีย	วิคตอเรีย	ผิดกฎหมาย	ห้าม
ออสเตรเลีย	รัฐเซาท์ออสเตรเลีย	ถูกกฎหมาย	หนึ่งในแหล่งข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดของโลก
ออสเตรเลีย	แทสเมเนีย	ถูกกฎหมาย	ไม่มีเหมืองที่ยังใช้งานอยู่
ออสเตรเลีย	ควีนส์แลนด์	ผิดกฎหมาย	ห้าม
ออสเตรเลีย	ดินแดนทางเหนือ	ถูกกฎหมาย	ประวัติศาสตร์อันยาวนานของการทำเหมืองยูเรเนียม
ออสเตรเลีย	รัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย	ผิดกฎหมาย	ข้อห้ามถูกยกเลิกในปี 2551 และนำกลับมาใช้ใหม่ในปี 2560
อินโดนีเซีย	ทุกที่	ถูกกฎหมาย	ยกเลิกคำสั่งห้ามแล้ว
กรีนแลนด์	ทุกที่	ผิดกฎหมาย	ห้ามในปี 2021
นิวซีแลนด์	ทุกที่	ผิดกฎหมาย	ถูกแบนในปี 1996
สหรัฐอเมริกา	เวอร์จิเนีย	ผิดกฎหมาย	ถูกแบนในปี 1982
คีร์กีซสถาน	ทุกที่	ผิดกฎหมาย	ถูกแบนในปี 2019
คาซัคสถาน	ทุกที่	ถูกกฎหมาย	ผู้ผลิตรายใหญ่

ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1951 คณะกรรมการพลังงานปรมาณูแห่งสหรัฐอเมริกา (AEC) ได้กำหนดราคาสูงสำหรับแร่ยูเรเนียม ส่งผลให้เกิดการแห่กันไปขุดหาแร่ยูเรเนียม ดึงดูดนักสำรวจจำนวนมากไปยังภาคตะวันตกเฉียงใต้ชาร์ลส์ สตีนค้นพบแหล่งแร่สำคัญใกล้เมืองโมอับ รัฐยูทาห์ขณะที่แพดดี้ มาร์ติเนซค้นพบอีกแหล่งหนึ่งใกล้ เมือง แกรนท์ส รัฐนิวเม็กซิโกอย่างไรก็ตาม ในช่วงทศวรรษ ค.ศ. 1960 สหรัฐอเมริกา สหภาพโซเวียต ฝรั่งเศส และจีน ต่างลดการซื้อยูเรเนียมลง สหรัฐอเมริกาเริ่มเสริมสมรรถนะยูเรเนียมเฉพาะที่ขุดได้ภายในประเทศ แต่ภายในปี ค.ศ. 1965 การผลิตลดลงถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ภายในปี ค.ศ. 1971 เพื่อพยายามหยุดยั้งการลดลงของราคาต่อไป ผู้บริหารเหมืองแร่จาก UCAN, Nufcor, Rio Tinto และตัวแทนรัฐบาลตกลงที่จะแบ่งตลาด โดยแคนาดาได้ 33.5 เปอร์เซ็นต์ แอฟริกาใต้ 23.75 เปอร์เซ็นต์ ฝรั่งเศส 21.75 เปอร์เซ็นต์ ออสเตรเลีย 17 เปอร์เซ็นต์ และRio Tinto Zinc 4 เปอร์เซ็นต์ ภายในปี 1974 ข้อตกลงส่วนแบ่งตลาดนี้สิ้นสุดลงเนื่องจากราคายูเรเนียมเพิ่มสูงขึ้นพร้อมกับราคาน้ำมันอันเนื่องมาจาก การคว่ำบาตร ของโอเปกและการที่สหรัฐอเมริกายกเลิกการห้ามค้าขายยูเรเนียมจากต่างประเทศ^{[ 5 ] : 131–135, 144–151, 157–161, 191–196}

ในยุโรปมีสถานการณ์ที่หลากหลาย มีการพัฒนากำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์จำนวนมาก โดยเฉพาะในเบลเยียม ฟินแลนด์ ฝรั่งเศส เยอรมนี สเปน สวีเดน สวิตเซอร์แลนด์ และสหราชอาณาจักร ในหลายประเทศ การพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ถูกระงับและยุติลงด้วยการดำเนินการทางกฎหมาย ในอิตาลี การใช้พลังงานนิวเคลียร์ถูกห้ามโดยการลงประชามติในปี 1987 ซึ่งขณะนี้อยู่ระหว่างการพิจารณาใหม่^{[ 140 ]}ไอร์แลนด์ในปี 2008 ก็ไม่มีแผนที่จะเปลี่ยนแปลงจุดยืนที่ไม่ใช้พลังงานนิวเคลียร์เช่น กัน ^{[ 141 ]}

ปี 1976 และ 1977 การทำเหมืองยูเรเนียมกลายเป็นประเด็นทางการเมืองที่สำคัญในออสเตรเลีย โดยรายงานการสอบสวนของเรนเจอร์ (ฟ็อกซ์) ได้เปิดการถกเถียงสาธารณะเกี่ยวกับการทำเหมืองยูเรเนียม^{[ 142 ]}กลุ่มเคลื่อนไหวต่อต้านการทำเหมืองยูเรเนียมก่อตั้งขึ้นในปี 1976 และมีการประท้วงและการเดินขบวนต่อต้านการทำเหมืองยูเรเนียมหลายครั้ง^{[ 142 ] [ 143 ]}ความกังวลเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงต่อสุขภาพและความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมจากการทำเหมืองยูเรเนียม นักเคลื่อนไหวต่อต้านยูเรเนียมชาวออสเตรเลียที่มีชื่อเสียง ได้แก่เควิน บัซซาคอตต์ , แจ็กกี คาโทนา , อีวอนน์ มาร์การูลาและจิลเลียนมาร์ช^{[ 144 ] [ 145 ] [ 146 ]}

การประชุมรับฟังความคิดเห็นเกี่ยวกับยูเรเนียมโลกจัดขึ้นที่เมืองซาลซ์บูร์ก ประเทศออสเตรียในเดือนกันยายน พ.ศ. 2535 ผู้พูด ต่อต้านนิวเคลียร์จากทุกทวีป รวมถึงผู้พูดจากชนพื้นเมืองและนักวิทยาศาสตร์ ได้ให้การเป็นพยานถึงปัญหาด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อมของการทำเหมืองและการแปรรูปยูเรเนียมพลังงานนิวเคลียร์อาวุธนิวเคลียร์การทดสอบนิวเคลียร์และการกำจัดกากกัมมันตรังสี [ ^{147 ] ผู้}ที่กล่าวสุนทรพจน์ในการประชุมรับฟังความคิดเห็นในปี พ.ศ. 2535 ได้แก่โทมัส บัน ยาเซี ยคัตสึมิ ฟุริทสึ มานูเอล ปิโนและฟลอยด์ เรด โครว์ เวสเตอร์แมนพวกเขาเน้นย้ำถึงภัยคุกคามจาก การป นเปื้อนกัมมันตรังสีต่อผู้คนทุกกลุ่ม โดยเฉพาะชุมชนพื้นเมือง และกล่าวว่าการอยู่รอดของพวกเขาต้องอาศัยการกำหนดตนเองและการให้ความสำคัญกับคุณค่าทางจิตวิญญาณและวัฒนธรรมมีการสนับสนุนให้มีการนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้ในเชิงพาณิชย์ มากขึ้น ^{[ 148 ]}

ราชอาณาจักรซาอุดีอาระเบียร่วมกับจีนได้สร้างโรงงานสกัดยูเรเนียมเยลโลว์เค้กจากแร่ยูเรเนียม ตามข้อมูลจากเจ้าหน้าที่ตะวันตกที่มีข้อมูลเกี่ยวกับสถานที่สกัด กระบวนการนี้ดำเนินการโดยราชอาณาจักรที่ร่ำรวยน้ำมันเพื่อส่งเสริมเทคโนโลยีนิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม รัฐมนตรีว่าการกระทรวงพลังงานของซาอุดีอาระเบียปฏิเสธว่าไม่ได้สร้างโรงงานสกัดแร่ยูเรเนียม และอ้างว่าการสกัดแร่ธาตุเป็นส่วนสำคัญของกลยุทธ์ของราชอาณาจักรในการกระจายเศรษฐกิจ^{[ 149 ]}

แม้จะมีการคว่ำบาตรรัสเซีย แต่บางประเทศก็ยังคงซื้อยูเรเนียมจากรัสเซียในปี 2022 ^{[ 150 ]}และบางประเทศก็โต้แย้งว่าสหภาพยุโรปควรหยุด^{[ 151 ]}ณ ปี 2022 S&P Globalระบุว่าผู้ทำเหมืองที่ไม่ใช่ชาวรัสเซียกำลังรอความแน่นอนมากขึ้นก่อนที่จะตัดสินใจว่าจะลงทุนในเหมืองใหม่หรือไม่^{[ 152 ]}

แร่ยูเรเนียมปล่อยก๊าซเรดอนผลกระทบต่อสุขภาพจากการสัมผัสเรดอนในปริมาณสูงเป็นปัญหาสำคัญในการทำเหมืองยูเรเนียม มีการระบุอัตราการเสียชีวิตจากโรคมะเร็งปอดที่สูงเกินกว่าปกติอย่างมีนัยสำคัญใน งานวิจัย ทางระบาดวิทยาของคนงานเหมืองยูเรเนียมที่ทำงานในช่วงทศวรรษ 1940 และ 1950 ^{[ 153 ] [ 154 ] [ 155 ]}

การศึกษาวิจัยครั้งสำคัญครั้งแรกเกี่ยวกับเรดอนและสุขภาพเกิดขึ้นในบริบทของการทำเหมืองยูเรเนียม โดยเริ่มจากใน ภูมิภาค โจอาคิมสทาลของโบฮีเมียและต่อมาในภาคตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกาในช่วงต้นสงครามเย็นเนื่องจากเรดอนเป็นผลผลิตจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีของยูเรเนียม เหมืองยูเรเนียมใต้ดินจึงอาจมีเรดอนในปริมาณสูง คนงานเหมืองยูเรเนียมจำนวนมากใน ภูมิภาค โฟร์คอร์เนอร์สเป็นมะเร็งปอดและโรคอื่นๆ อันเป็นผลมาจากการได้รับเรดอนในระดับสูงในช่วงกลางทศวรรษ 1950 อัตราการเกิดมะเร็งปอดที่เพิ่มขึ้นนั้นเด่นชัดเป็นพิเศษในหมู่คนงานเหมืองชาวนาวาโฮและมอร์มอน (ซึ่งโดยทั่วไปมีอัตราการเกิดมะเร็งปอดต่ำ) ^{[ 156 ]}ส่วนหนึ่งเป็นเพราะข้อห้ามทางศาสนาเกี่ยวกับการสูบบุหรี่ในศาสนามอร์มอน^{[ 157 ] [ 158 ]} มาตรฐานความปลอดภัยที่กำหนดให้มีการระบายอากาศที่มีราคาแพงนั้นไม่ได้ถูกนำมาใช้หรือบังคับใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงเวลานี้^{[ 159 ]}แม้ว่าการได้รับก๊าซเรดอนจะเป็นสาเหตุหลักของมะเร็งปอดในผู้ที่ไม่สูบบุหรี่และไม่ได้รับสัมผัสกับแร่ใยหินแต่ก็มีหลักฐานว่าการสูบบุหรี่และการได้รับก๊าซเรดอนร่วมกันจะเพิ่มความเสี่ยงมากกว่าความเสี่ยงรวมของสารอันตรายแต่ละชนิด^{[ 160 ] [ 161 ]}

จากการศึกษาคนงานเหมืองยูเรเนียม พบว่าคนงานที่สัมผัสกับระดับเรดอน 50 ถึง 150 พิโคคูรีต่อลิตรของอากาศ (2000–6000 Bq/m³ ⁾เป็นเวลาประมาณ 10 ปี มีอัตราการเกิดมะเร็งปอดเพิ่มขึ้น^{[ 162 ]}พบว่ามีอัตราการเสียชีวิตจากมะเร็งปอดสูงกว่าปกติอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติหลังจากได้รับเรดอนสะสมน้อยกว่า 50 WLM ^{[ 162 ]}ผลลัพธ์เหล่านี้มีความแตกต่างกันอย่างไม่สามารถอธิบายได้ (ซึ่งช่วงความเชื่อมั่นไม่ทับซ้อนกันเสมอไป) ^{[ 163 ]}ขนาดของการเพิ่มขึ้นของความเสี่ยงมะเร็งปอดที่เกี่ยวข้องกับเรดอนนั้นแตกต่างกันมากกว่าหนึ่งอันดับระหว่างการศึกษาต่างๆ^{[ 164 ]}

นับตั้งแต่นั้นมา มีการใช้ระบบระบายอากาศและมาตรการอื่นๆ เพื่อลดระดับเรดอนในเหมืองที่ได้รับผลกระทบส่วนใหญ่ที่ยังคงดำเนินการอยู่^{[ 164 ]} ความสามารถในการตรวจจับความเสี่ยงที่มากเกินไปในคนงานเหมืองในปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะน้อย เนื่องจากการสัมผัสมีน้อยกว่าในช่วงปีแรกๆ ของการทำเหมือง^{[ 165 ]}การทำเหมืองถ่านหินนอกเหนือจากความเสี่ยงด้านสุขภาพอื่นๆ แล้ว ยังอาจทำให้คนงานเหมืองสัมผัสกับเรดอนได้ เนื่องจากยูเรเนียม (และเรดอนซึ่งเป็นผลผลิตจากการสลายตัวของยูเรเนียม) มักพบในและใกล้กับแหล่งสะสมถ่านหิน และสามารถสะสมอยู่ใต้ดินได้ เนื่องจากเรดอนมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ^{[ 166 ] [ 167 ]}

ในสหรัฐอเมริกา กฎหมายว่าด้วย การชดเชยการได้รับรังสี (Radiation Exposure Compensation Act)ให้การชดเชยแก่ผู้ที่ได้รับผลกระทบจากปัญหาสุขภาพต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการได้รับรังสีหรือแก่ญาติของผู้เสียชีวิต คนงานเหมืองแร่ยูเรเนียม คนงานโรงงานแปรรูปยูเรเนียม และคนงานขนส่งยูเรเนียมได้รับการชดเชยภายใต้โครงการนี้

แม้จะมีความพยายามในการทำความสะอาดพื้นที่ปนเปื้อนยูเรเนียม แต่ปัญหาสำคัญที่เกิดจากมรดกของการพัฒนายูเรเนียมยังคงมีอยู่ในปัจจุบันในดินแดนของชนเผ่านาวาโฮและในรัฐยูทาห์ โคโลราโด นิวเม็กซิโก และแอริโซนา เหมืองร้างหลายร้อยแห่งยังไม่ได้รับการทำความสะอาด และก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพในหลายชุมชน^{[ 168 ]}ตามคำขอของคณะกรรมการกำกับดูแลและการปฏิรูปภาครัฐของสภาผู้แทนราษฎรสหรัฐฯ ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2550 และในการปรึกษาหารือกับชนเผ่านาวาโฮ สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (EPA) ร่วมกับสำนักงานกิจการชนพื้นเมือง (BIA) คณะกรรมการกำกับดูแลนิวเคลียร์ (NRC) กระทรวงพลังงาน (DOE) และบริการสุขภาพชนพื้นเมือง (IHS) ได้พัฒนาแผนห้าปีแบบประสานงานเพื่อแก้ไขปัญหาการปนเปื้อนยูเรเนียม^{[ 169 ]}ความพยายามในการประสานงานระหว่างหน่วยงานที่คล้ายกันกำลังเริ่มต้นขึ้นในรัฐนิวเม็กซิโกเช่นกัน ในปี พ.ศ. 2521 รัฐสภาได้ผ่านกฎหมายควบคุมรังสีจากกากแร่ยูเรเนียม (Uranium Mill Tailings Radiation Control Act หรือ UMTRCA) ซึ่งเป็นมาตรการที่ออกแบบมาเพื่อช่วยในการทำความสะอาดพื้นที่แปรรูปแร่ที่ไม่ได้ใช้งานแล้ว 22 แห่งทั่วภาคตะวันตกเฉียงใต้ มาตรการนี้ยังรวมถึงการสร้างสถานที่กำจัดกากแร่ 19 แห่ง ซึ่งมีปริมาณกัมมันตรังสีระดับต่ำรวม 40 ล้านลูกบาศก์หลา^{[ 170 ]}สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมประมาณการว่ามีเหมืองยูเรเนียมที่มีเอกสารการผลิตยูเรเนียม 4,000 แห่ง และอีก 15,000 แห่งที่มีแร่ยูเรเนียมใน 14 รัฐทางตะวันตก^{[ 171 ]}ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในพื้นที่ Four Corners และไวโอมิง^{[ 172 ]}

พระราชบัญญัติควบคุมรังสีจากกากยูเรเนียม (Uranium Mill Tailings Radiation Control Act ) เป็นกฎหมายสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกาที่แก้ไขพระราชบัญญัติพลังงานปรมาณูปี 1954และ มอบอำนาจให้ สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (Environmental Protection Agency - EPA)กำหนดมาตรฐานด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อมสำหรับการทำให้เสถียร การฟื้นฟูและการกำจัดกากยูเรเนียมมาตรา 1 ของพระราชบัญญัตินี้กำหนดให้ EPA ต้องกำหนดมาตรฐานการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมให้สอดคล้องกับพระราชบัญญัติการอนุรักษ์และฟื้นฟูทรัพยากร (Resource Conservation and Recovery Act)รวมถึงขีดจำกัดการคุ้มครองน้ำใต้ดินกระทรวงพลังงานต้องดำเนินการตามมาตรฐานของ EPA และดูแลรักษาสถานที่บางแห่งอย่างถาวร และคณะกรรมการกำกับดูแลนิวเคลียร์ (Nuclear Regulatory Commission)ต้องตรวจสอบการทำความสะอาดและออกใบอนุญาตให้รัฐหรือกระทรวงพลังงานดูแลรักษาสถานที่อย่างถาวร^{[ 173 ]}มาตรา 1 ได้จัดตั้งโครงการดำเนินการแก้ไขโรงงานยูเรเนียมที่ได้รับทุนสนับสนุนร่วมกันจากรัฐบาลกลางและรัฐ^{[ 174 ]}มาตรา 1 ของพระราชบัญญัตินี้ยังกำหนดสถานที่โรงงานยูเรเนียมที่ไม่ได้ใช้งาน 22 แห่งสำหรับการแก้ไข ส่งผลให้มีการกักเก็บวัสดุกัมมันตรังสีระดับต่ำจำนวน 40 ล้านลูกบาศก์หลาในห้องกักเก็บของมาตรา 1 ของ UMTRCA ^{[ 175 ]}

จุดสูงสุดของยูเรเนียมคือจุดเวลาที่ อัตราการผลิต ยูเรเนียม ทั่วโลกสูงสุด จะถึงจุดสูงสุด การคาดการณ์จุดสูงสุดของยูเรเนียมมีความแตกต่างกันอย่างมาก การคาดการณ์ในแง่ร้ายเกี่ยวกับการผลิตยูเรเนียมคุณภาพสูงในอนาคตนั้นตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่าจุดสูงสุดได้เกิดขึ้นแล้วในช่วงทศวรรษ 1980 ^{[ 176 ]}หรือจุดสูงสุดที่สองอาจเกิดขึ้นในช่วงประมาณปี 2035 การคาดการณ์ในแง่ดีอ้างว่าอุปทานมีมากกว่าความต้องการมาก และไม่ได้คาดการณ์ถึงจุดสูงสุดยูเรเนียม

ณ ปี 2017 ปริมาณสำรองยูเรเนียมที่ระบุได้ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในราคา 130 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม มีจำนวน 6.14 ล้านตัน (เทียบกับ 5.72 ล้านตันในปี 2015) ด้วยอัตราการบริโภคในปี 2017 ปริมาณสำรองเหล่านี้เพียงพอสำหรับการจัดหาได้นานกว่า 130 ปีเล็กน้อย ปริมาณสำรองที่ระบุได้ ณ ปี 2017 ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในราคา 260 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม มีจำนวน 7.99 ล้านตัน (เทียบกับ 7.64 ล้านตันในปี 2015) ^{[ 71 ]}

ปริมาณยูเรเนียมที่คาดว่าจะนำมาใช้ประโยชน์สำหรับพลังงานนิวเคลียร์ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้นั้นขึ้นอยู่กับวิธีการใช้งานเป็นอย่างมาก ปัจจัยหลักคือเทคโนโลยีนิวเคลียร์: เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน ใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมเพียงประมาณ 0.5% เท่านั้น เหลือเชื้อเพลิงใช้แล้วมากกว่า 99% ใน ขณะที่ เครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาเร็วใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมเกือบ 99% อีกปัจจัยหนึ่งคือความสามารถในการสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเล มีปริมาณยูเรเนียมประมาณ 4.5 พันล้านตันที่สามารถสกัดได้จากน้ำทะเลในราคาประมาณ 10 เท่าของราคายูเรเนียมในปัจจุบันด้วยเทคโนโลยีการสกัดในปัจจุบัน ซึ่งมากกว่าปริมาณสำรองยูเรเนียมที่ทราบประมาณหนึ่งพันเท่า^{[ 177 ]}เปลือกโลกมีปริมาณยูเรเนียมประมาณ 65 ล้านล้านตัน ซึ่งประมาณ 32,000 ตันไหลลงสู่มหาสมุทรในแต่ละปีผ่านทางแม่น้ำ ซึ่งได้รับน้ำจากวัฏจักรทางธรณีวิทยาของการกัดเซาะ การมุดตัว และการยกตัว^{[ 58 ]}ความสามารถในการสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเลอย่างประหยัดจะทำให้ยูเรเนียมเป็นทรัพยากรหมุนเวียนได้ในทางปฏิบัติ

ยูเรเนียมยังสามารถผลิตได้จากทอเรียม (ซึ่งมีปริมาณมากกว่ายูเรเนียมถึง 3-4 เท่า) ในเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงบางชนิด แม้ว่าในปัจจุบันจะไม่มีเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมที่ใช้งานได้จริงในเชิงพาณิชย์ในโลก และการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้จะต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมาก ซึ่งไม่คุ้มค่าเมื่อพิจารณาจากราคายูเรเนียมธรรมชาติที่ต่ำในปัจจุบัน^{[ 178 ]}

ตามรายงานของ Energy Watch Group ประเทศจำนวน 13 ประเทศได้ถึงจุดสูงสุดและใช้ทรัพยากรยูเรเนียมที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจได้หมดแล้วใน^ราคาปัจจุบัน [ ^{53 ]}

ในทำนองเดียวกันกับทรัพยากรโลหะธรรมชาติอื่นๆ ทุกๆ การเพิ่มขึ้นสิบเท่าของต้นทุนต่อกิโลกรัมของยูเรเนียม จะมีการเพิ่มขึ้นสามร้อยเท่าของแร่คุณภาพต่ำที่มีอยู่ซึ่งจะคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ^{[ 55 ]}ทฤษฎีนี้สามารถสังเกตได้ในทางปฏิบัติในช่วงฟองสบู่ยูเรเนียมในปี 2550เมื่อราคาพุ่งสูงขึ้นอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน นำไปสู่การลงทุนในการพัฒนาการทำเหมืองยูเรเนียมจากแหล่งแร่คุณภาพต่ำ ซึ่งส่วนใหญ่กลายเป็นสินทรัพย์ที่ไร้ค่าหลังจากราคายูเรเนียมลดลงสู่ระดับที่ต่ำกว่า

ในเปลือกโลกมีธาตุยูเรเนียมอยู่ประมาณ 40 ล้านล้านตัน แต่ส่วนใหญ่กระจายตัวอยู่ในความเข้มข้นต่ำมากระดับส่วนในล้านส่วน (ppm)มวล3 × 10 ¹⁹  ตัน^{[ 51 ] [ 52 ]}ประมาณการปริมาณที่เข้มข้นเป็นแร่ที่สามารถสกัดได้ในราคาต่ำกว่า 130 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม อาจน้อยกว่าหนึ่งในล้านของทั้งหมด^{[ 53 ]}

การศึกษาวงจรชีวิตที่ถูกวิพากษ์วิจารณ์อย่างมาก^{[ 179 ]} โดย Jan Willem Storm van Leeuwenชี้ให้เห็นว่าที่ระดับต่ำกว่า 0.01–0.02% (100–200 ppm) ในแร่ พลังงานที่จำเป็นในการสกัดและแปรรูปแร่เพื่อจัดหาเชื้อเพลิง ดำเนินการเครื่องปฏิกรณ์ และกำจัดอย่างเหมาะสมนั้นใกล้เคียงกับพลังงานที่ได้รับจากการใช้ยูเรเนียมเป็นวัสดุฟิสซิเบิลในเครื่องปฏิกรณ์^{[ 180 ]} อย่างไรก็ตาม นักวิจัยที่สถาบัน Paul Scherrerซึ่งวิเคราะห์ เอกสารของ Jan Willem Storm van Leeuwenได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับสมมติฐานที่ไม่ถูกต้องหลายประการของ Jan Willem Storm van Leeuwen ที่นำไปสู่การประเมินนี้ รวมถึงสมมติฐานของพวกเขาที่ว่าพลังงานทั้งหมดที่ใช้ในการทำเหมืองOlympic Damคือพลังงานที่ใช้ในการทำเหมืองยูเรเนียม ในขณะที่เหมืองนั้นส่วนใหญ่เป็นเหมืองทองแดง และยูเรเนียมผลิตขึ้นเป็นเพียงผลพลอยได้ร่วมกับทองคำและโลหะอื่นๆ^{[ 179 ]}รายงานของ Jan Willem Storm van Leeuwen ยังถือว่าการเสริมสมรรถนะทั้งหมดทำใน เทคโนโลยี การแพร่กระจายก๊าซ แบบเก่าและใช้พลังงานมากกว่า ในขณะที่เทคโนโลยี เครื่องเหวี่ยงก๊าซซึ่งใช้พลังงานน้อยกว่าได้ผลิตยูเรเนียมเสริมสมรรถนะส่วนใหญ่ของโลกมาเป็นเวลาหลายทศวรรษแล้ว

ในช่วงแรกเริ่มของอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ เชื่อกันว่ายูเรเนียมหายากมาก จึงจำเป็นต้องใช้ระบบวงจรเชื้อเพลิงแบบปิด และจำเป็นต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์ แบบเร่งปฏิกิริยาเร็วเพื่อสร้างเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ผลิตพลังงานอื่นๆ ในช่วงทศวรรษ 1960 การค้นพบแหล่งสำรองใหม่และเทคนิคการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมแบบใหม่ได้ช่วยคลายความกังวลเหล่านี้^{[ 64 ]}การประเมินพลังงานนิวเคลียร์โดยทีมงานที่MITในปี 2003 และปรับปรุงในปี 2009 ระบุว่า: ^{[ 181 ]}

ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่สรุปว่า การเติบโตอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาครึ่งศตวรรษนั้นเป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากทรัพยากรที่มีราคาสูงถึงหลายร้อยดอลลาร์ต่อกิโลกรัม (ซึ่งไม่ได้ประเมินไว้ในหนังสือแดง) ก็สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ ... เราเชื่อว่าปริมาณแร่ยูเรเนียมทั่วโลกนั้นเพียงพอที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงในการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 1,000 แห่งในอีกครึ่งศตวรรษข้างหน้า

ตามที่ Robert Vance จากหน่วยงานพลังงานนิวเคลียร์ของ OECD ^{กล่าว}อัตราการผลิตยูเรเนียมทั่วโลกได้ถึงจุดสูงสุดแล้วในปี 1980 โดยมีปริมาณ 69,683 ตัน (150 _× 10⁶ ปอนด์  ) ของ_U₃O₈จาก 22 ประเทศ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่เพราะขาดกำลังการผลิต ในอดีต เหมืองและโรงงานแปรรูปยูเรเนียมทั่วโลกดำเนินการอยู่ที่ประมาณ 76% ของกำลังการผลิตทั้งหมด โดยผันผวนอยู่ในช่วงระหว่าง 57% ถึง 89% อัตราการผลิตที่ต่ำส่วนใหญ่เกิดจากกำลังการผลิตส่วนเกิน การเติบโตที่ช้าลงของพลังงานนิวเคลียร์และการแข่งขันจากแหล่งจัดหารองทำให้ความต้องการยูเรเนียมที่ขุดใหม่ลดลงอย่างมาก แหล่งจัดหารอง ได้แก่ สินค้าคงคลังทางทหารและเชิงพาณิชย์ กากยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ ยูเรเนียมที่แปรรูปใหม่ และเชื้อเพลิงออกไซด์ผสม^{[ 176 ]}^

จากข้อมูลขององค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศการผลิตยูเรเนียมที่ขุดได้ทั่วโลกเคยถึงจุดสูงสุดสองครั้งในอดีต ครั้งแรกประมาณปี 1960 เพื่อตอบสนองต่อการสำรองไว้ใช้ในทางการทหาร และอีกครั้งในปี 1980 เพื่อตอบสนองต่อการสำรองไว้ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ จนถึงประมาณปี 1990 การผลิตยูเรเนียมที่ขุดได้มีปริมาณมากกว่าการบริโภคของโรงไฟฟ้า แต่ตั้งแต่ปี 1990 การบริโภคของโรงไฟฟ้ามีปริมาณมากกว่ายูเรเนียมที่ขุดได้ ส่วนที่ขาดไปนั้นได้รับการชดเชยจากการเลิกใช้ของกองทัพ (โดยการปลดประจำการอาวุธนิวเคลียร์) และคลังสำรองของพลเรือน การขุดยูเรเนียมเพิ่มขึ้นตั้งแต่กลางทศวรรษ 1990 แต่ก็ยังน้อยกว่าการบริโภคของโรงไฟฟ้า^{[ 182 ]}

หน่วยงานต่างๆ ได้พยายามประเมินว่าทรัพยากรยูเรเนียมหลักจะคงอยู่ได้นานแค่ไหน โดยสมมติว่าเป็นวัฏจักรแบบใช้ครั้งเดียวคณะกรรมาธิการยุโรปกล่าวในปี 2544 ว่าที่ระดับการบริโภคยูเรเนียมในปัจจุบัน ทรัพยากรยูเรเนียมที่ทราบจะคงอยู่ได้ 42 ปี เมื่อรวมกับแหล่งทางทหารและแหล่งรอง ทรัพยากรอาจยืดออกไปได้ถึง 72 ปี อย่างไรก็ตาม อัตราการใช้งานนี้สมมติว่าพลังงานนิวเคลียร์ยังคงจัดหาพลังงานเพียงเศษเสี้ยวของปริมาณพลังงานทั้งหมดของโลก หากกำลังการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหกเท่า ปริมาณยูเรเนียมที่จัดหาได้ 72 ปีก็จะเหลือเพียง 12 ปี^{[ 183 ]}ทรัพยากรยูเรเนียมที่วัดได้ในปัจจุบันของโลก ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ในเชิงเศรษฐกิจที่ราคา 130 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม ตามกลุ่มอุตสาหกรรมองค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา (OECD) สำนักงานพลังงานนิวเคลียร์ (NEA) และสำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) มีเพียงพอที่จะคงอยู่ได้ "อย่างน้อยหนึ่งศตวรรษ" ที่อัตราการบริโภคในปัจจุบัน^{[ 184 ] [ 73 ]}ตามข้อมูลจากสมาคมนิวเคลียร์โลกซึ่งเป็นกลุ่มอุตสาหกรรมอีกกลุ่มหนึ่ง สมมติว่าอัตราการบริโภคยูเรเนียมในปัจจุบันของโลกอยู่ที่ 66,500 ตันต่อปี และทรัพยากรยูเรเนียมที่วัดได้ในปัจจุบันของโลก (4.7–5.5 ล้านตัน) ^{[ 184 ]}เพียงพอที่จะใช้ได้ประมาณ 70–80 ปี^{[ 65 ]}

ในอดีตมีการคาดการณ์ถึงจุดสูงสุดของยูเรเนียมหลายครั้ง ในปี 1943 Alvin M. Weinbergและคณะเชื่อว่ามีข้อจำกัดที่สำคัญเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์หากใช้^{235 U เป็นเชื้อเพลิงสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เท่านั้น [ 185 ]}พวกเขาสรุปว่าจำเป็นต้องมีการผลิตยูเรเนียมใหม่เพื่อนำไปสู่ยุคของพลังงานที่แทบจะไม่มีวันหมด ในปี 1956 M. King Hubbertประกาศว่าปริมาณสำรองยูเรเนียมที่สามารถแตกตัวได้ทั่วโลกนั้นเพียงพออย่างน้อยในอีกไม่กี่ศตวรรษข้างหน้า โดยสมมติว่าการผลิตยูเรเนียมใหม่และการแปรรูปจะได้รับการพัฒนาให้เป็นกระบวนการที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ^{[ 186 ]}ในปี 1975 กระทรวงมหาดไทยของสหรัฐอเมริกาสำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยา ได้เผยแพร่ข่าวประชาสัมพันธ์เรื่อง "ปริมาณสำรองยูเรเนียมที่ทราบในสหรัฐอเมริกาจะไม่เพียงพอต่อความต้องการ" และแนะนำว่าสหรัฐอเมริกาไม่ควรพึ่งพาการนำเข้ายูเรเนียมจากต่างประเทศ^{[ 185 ]}

นักวิเคราะห์หลายคนคาดการณ์ถึงจุดสูงสุดและการหมดลงของแหล่งสำรองยูเรเนียมในอดีตหรืออนาคตอันใกล้ เอ็ดเวิร์ด สไตเดิล คณบดีคณะอุตสาหกรรมแร่แห่งวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตท คาดการณ์ในปี 1952 ว่าปริมาณธาตุฟิสชันมีน้อยเกินไปที่จะรองรับการผลิตพลังงานในเชิงพาณิชย์^{[ 188 ]}ไมเคิล มีเชอร์อดีตรัฐมนตรีว่าการกระทรวงสิ่งแวดล้อมของสหราชอาณาจักร (1997–2003) รายงานว่าจุดสูงสุดของยูเรเนียมเกิดขึ้นในปี 1981 เขายังคาดการณ์ถึงการขาดแคลนยูเรเนียมครั้งใหญ่เร็วกว่าปี 2013 พร้อมกับการกักตุนและมูลค่าของยูเรเนียมที่พุ่งสูงขึ้นเทียบเท่ากับโลหะมีค่า^{[ 189 ]} MC Day คาดการณ์ในปี 1975 ว่าปริมาณสำรองยูเรเนียมอาจหมดลงได้เร็วที่สุดในปี 1989 แต่หากมองในแง่ดีกว่านั้น ก็จะหมดลงภายในปี 2015 ^{[ 187 ]} Jan Willem Storm van Leeuwenนักวิเคราะห์อิสระจาก Ceedata Consulting โต้แย้งว่าปริมาณแร่ยูเรเนียมคุณภาพสูงที่จำเป็นสำหรับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์จะเพียงพอจนถึงประมาณปี 2034 หากยังคงบริโภคในระดับปัจจุบัน หลังจากนั้น เขาคาดว่าต้นทุนพลังงานในการสกัดยูเรเนียมจะสูงกว่าราคาไฟฟ้าที่ผลิตได้^{[ 190 ]} Energy Watch Groupได้คำนวณว่า แม้จะมีราคายูเรเนียมสูง การผลิตยูเรเนียมก็จะถึงจุดสูงสุดในปี 2035 และจะสามารถตอบสนองความต้องการเชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้จนถึงเวลานั้นเท่านั้น^{[ 191 ]}

หน่วยงานต่างๆ ได้พยายามประเมินว่าทรัพยากรเหล่านี้จะคงอยู่ได้นานแค่ไหน คณะกรรมาธิการยุโรปกล่าวในปี 2544 ว่าที่ระดับการบริโภคยูเรเนียมในปัจจุบัน ทรัพยากรยูเรเนียมที่ทราบจะคงอยู่ได้ 42 ปี เมื่อรวมกับแหล่งทางทหารและแหล่งรอง ทรัพยากรอาจยืดออกไปได้ถึง 72 ปี อย่างไรก็ตาม อัตราการใช้งานนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าพลังงานนิวเคลียร์ยังคงจัดหาพลังงานเพียงเศษเสี้ยวของปริมาณพลังงานทั้งหมดของโลก หากกำลังการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหกเท่า ปริมาณพลังงานที่เพียงพอสำหรับ 72 ปีก็จะเหลือเพียง 12 ปี^{[ 183 ]}ตามกลุ่มอุตสาหกรรมOECD , NEAและIAEAทรัพยากรยูเรเนียมที่วัดได้ในปัจจุบันของโลก ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ในเชิงเศรษฐกิจที่ราคา 130 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม มีเพียงพอที่จะคงอยู่ได้ 100 ปีหากมีการบริโภคในปัจจุบัน^{[ 73 ]}ตามข้อมูลจากสมาคมยูเรเนียมแห่งออสเตรเลียซึ่งเป็นกลุ่มอุตสาหกรรมอีกกลุ่มหนึ่ง สมมติว่าอัตราการบริโภคยูเรเนียมในปัจจุบันของโลกอยู่ที่ 66,500 ตันต่อปี และทรัพยากรยูเรเนียมที่วัดได้ในปัจจุบันของโลก (4.7 ล้านตัน) เพียงพอที่จะใช้ได้นาน 70 ปี^{[ 65 ]}

เอกสารอ้างอิงทั้งหมดต่อไปนี้อ้างว่าอุปทานมีมากกว่าความต้องการมาก ดังนั้นจึงไม่ได้คาดการณ์ถึงจุดสูงสุดของยูเรเนียม ในบทความปี 1956 ของเขาM. King Hubbertเขียนว่าพลังงานนิวเคลียร์จะคงอยู่ไปได้อีกนาน^{[ 186 ]}การศึกษาของ Hubbert สมมติว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงจะเข้ามาแทนที่เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาและยูเรเนียมจะถูกผลิตเป็นพลูโทเนียม (และอาจเป็นไปได้ว่าธอร์เรียมจะถูกผลิตเป็นยูเรเนียม) เขายังสมมติว่าจะมีการค้นพบวิธีการแปรรูปที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ ด้วยเหตุผลทางการเมือง เศรษฐกิจ และการแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์เศรษฐกิจพลูโทเนียมจึงไม่เคยเกิดขึ้นจริง หากไม่มีมัน ยูเรเนียมจะถูกใช้หมดไปในกระบวนการแบบใช้ครั้งเดียว และจะถึงจุดสูงสุดและหมดไปเร็วกว่ามาก^{[ 192 ]}อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน โดยทั่วไปแล้วพบว่าการขุดยูเรเนียมใหม่จากพื้นดินนั้นถูกกว่าการใช้ยูเรเนียมที่ผ่านการแปรรูปแล้ว ดังนั้นการใช้ยูเรเนียมที่ผ่านการแปรรูปจึงจำกัดอยู่เพียงไม่กี่ประเทศเท่านั้น

OECD ประมาณการว่าด้วยอัตราการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์ทั่วโลกในปี 2545 โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำเบา (LWR) ที่มีวงจรเชื้อเพลิงแบบใช้ครั้งเดียว จะมีทรัพยากรแบบดั้งเดิมเพียงพอที่จะใช้งานได้นาน 85 ปีหากใช้ทรัพยากรที่ทราบแล้ว และ 270 ปีหากใช้ทรัพยากรที่ทราบแล้วและที่ยังไม่ถูกค้นพบ หากใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบเพาะพันธุ์ จะสามารถขยายระยะเวลาการใช้งานได้ถึง 8,500 ปี^{[ 193 ]}

หากใครยินดีจ่าย 300 ดอลลาร์/กก. สำหรับยูเรเนียม ก็จะมีปริมาณมหาศาลอยู่ในมหาสมุทร^{[ 73 ]}เป็นที่น่าสังเกตว่า เนื่องจากต้นทุนเชื้อเพลิงคิดเป็นเพียงเศษส่วนเล็กน้อยของต้นทุนพลังงานนิวเคลียร์ทั้งหมดต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง และราคายูเรเนียมดิบก็คิดเป็นเพียงเศษส่วนเล็กน้อยของต้นทุนเชื้อเพลิงทั้งหมดเช่นกัน การเพิ่มขึ้นของราคายูเรเนียมดังกล่าวจึงจะไม่ส่งผลให้ต้นทุนรวมต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงที่ผลิตได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ในปี พ.ศ. 2526 นักฟิสิกส์Bernard Cohenเสนอว่ายูเรเนียมนั้นแทบไม่มีวันหมด และจึงถือได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน^{[ 59 ]}เขาอ้างว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาเร็วซึ่งใช้ยูเรเนียมที่เติมเต็มตามธรรมชาติซึ่งสกัดจากน้ำทะเลเป็นเชื้อเพลิง สามารถให้พลังงานได้นานอย่างน้อยเท่ากับอายุขัยที่เหลืออยู่ของดวงอาทิตย์ที่คาดการณ์ไว้คือ 5 พันล้านปี^{[ 59 ]}แม้ว่ายูเรเนียมจะเป็นทรัพยากรแร่ที่มีจำกัดภายในโลก แต่ไฮโดรเจนในดวงอาทิตย์ก็มีจำกัดเช่นกัน ดังนั้น หากทรัพยากรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สามารถคงอยู่ได้นานกว่าช่วงเวลาดังกล่าว ดังที่ Cohen กล่าวอ้าง พลังงานนิวเคลียร์ก็มีความยั่งยืนเทียบเท่ากับพลังงานแสงอาทิตย์หรือแหล่งพลังงานอื่นๆ ในแง่ของความยั่งยืนตลอดช่วงเวลาการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้ บทความของเขาสมมติว่ามีการสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเลในอัตรา 16 กิโลตัน (35 ^× 10⁶ ปอนด์  ) ต่อปี^{[ 59 ]}ความต้องการยูเรเนียมในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 70 กิโลตัน (150 × 10 ⁶  ปอนด์) ต่อปี อย่างไรก็ตาม การใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงใหม่หมายความว่ายูเรเนียมจะถูกนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าในปัจจุบันอย่างน้อย 60 เท่า ^^

เจมส์ ฮอฟฟ์ วิศวกรนิวเคลียร์ที่เขียนบทความให้กับ American Energy Independence ในปี 2547 เชื่อว่ามีปริมาณยูเรเนียมที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เพียงพอสำหรับหลายร้อยปี แม้แต่สำหรับเครื่องปฏิกรณ์มาตรฐานก็ตาม สำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์นั้น "แทบจะไม่มีที่สิ้นสุด" ^{[ 194 ]}

IAEA ประมาณการว่า หากใช้เฉพาะปริมาณสำรองที่ทราบแล้วในอัตราความต้องการปัจจุบัน และสมมติว่าเป็นวัฏจักรนิวเคลียร์แบบผ่านครั้งเดียว จะมีปริมาณยูเรเนียมเพียงพออย่างน้อย 100 ปี อย่างไรก็ตาม หากใช้ปริมาณสำรองหลักที่ทราบทั้งหมด ปริมาณสำรองรอง แหล่งยูเรเนียมที่ยังไม่ถูกค้นพบ และแหล่งยูเรเนียมที่ไม่ธรรมดา ยูเรเนียมจะหมดไปใน 47,000 ปี[ ^{73 ] Kenneth} S. Deffeyesประมาณการว่า หากยอมรับแร่ที่มีความเข้มข้นเพียงหนึ่งในสิบ ปริมาณยูเรเนียมที่มีอยู่จะเพิ่มขึ้น 300 เท่า^{[ 55 ]}บทความของเขาแสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของยูเรเนียมในแร่มีการกระจายแบบลอการิทมิกปกติ มีปริมาณยูเรเนียมเกรดสูงค่อนข้างน้อย และมีปริมาณยูเรเนียมเกรดต่ำมากจำนวนมากErnest Monizศาสตราจารย์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์และอดีตรัฐมนตรีว่าการกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาให้การเป็นพยานในปี 2009 ว่าปริมาณยูเรเนียมที่มากเกินไปทำให้แผนการแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วเป็นที่น่าสงสัย แผนการแปรรูปมีมาตั้งแต่หลายทศวรรษก่อน เมื่อคิดว่ายูเรเนียมมีน้อย แต่ตอนนี้ "พูดคร่าวๆ ก็คือ เรามียูเรเนียมเหลือเฟือไปอีกนานแสนนาน" ^{[ 195 ]}

เมื่อการผลิตยูเรเนียมลดลง คาดว่าราคายูเรเนียมจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ราคายูเรเนียมคิดเป็นเพียง 9% ของต้นทุนการดำเนินงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ซึ่งต่ำกว่าต้นทุนถ่านหินในโรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหิน (77%) หรือต้นทุนก๊าซธรรมชาติในโรงไฟฟ้าพลังงานก๊าซ (93%) มาก ^{[ 196 ] [ 197 ]}

ยูเรเนียมแตกต่างจากแหล่งพลังงานทั่วไป เช่น น้ำมันและถ่านหิน ในหลายแง่มุมที่สำคัญ ความแตกต่างเหล่านั้นจำกัดผลกระทบของการขาดแคลนยูเรเนียมในระยะสั้น แต่ส่วนใหญ่ไม่มีผลต่อการหมดไปในที่สุด คุณลักษณะสำคัญบางประการ ได้แก่:

• ตลาดยูเรเนียมมีความหลากหลาย และไม่มีประเทศใดที่มีอิทธิพลผูกขาดต่อราคายูเรเนียม
• เนื่องจากยูเรเนียมมีความหนาแน่นพลังงานสูงมาก จึงสามารถกักตุนเชื้อเพลิงไว้ใช้ได้นานหลายปี
• มีแหล่งยูเรเนียมสำรองจำนวนมากที่ได้จากการขุดแล้ว ซึ่งรวมถึงอาวุธนิวเคลียร์ที่ปลดประจำการแล้ว กากยูเรเนียมที่หมดสภาพแล้วซึ่งเหมาะสำหรับการเสริมสมรรถนะใหม่ และคลังสำรองที่มีอยู่เดิม
• ยูเรเนียมปริมาณมหาศาล ซึ่งมีปริมาณมากกว่าปริมาณยูเรเนียมที่ขุดได้ถึงประมาณ 800 เท่า แฝงอยู่ในน้ำทะเลในปริมาณความเข้มข้นที่เจือจางมาก
• การนำเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็วมาใช้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ยูเรเนียมได้ประมาณ 100 เท่า^{[ 198 ]}

ธาตุทอเรียมเป็นธาตุทางเลือกแทนยูเรเนียมซึ่งมีอยู่ทั่วไปมากกว่ายูเรเนียมถึงสามเท่า ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาเร็ว เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์ยูเรเนียมแบบดั้งเดิม เครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมที่ใช้เชื้อเพลิงทอเรียมอาจผลิตพลังงานได้มากกว่าประมาณ 40 เท่าต่อหน่วยมวล^{[ 199 ]}อย่างไรก็ตาม การสร้างเทคโนโลยี โครงสร้างพื้นฐาน และองค์ความรู้ที่จำเป็นสำหรับเศรษฐกิจเชื้อเพลิงทอเรียมนั้นไม่คุ้มค่าในราคาของยูเรเนียมในปัจจุบันและที่คาดการณ์ไว้

• การสำรวจหาแร่ยูเรเนียมจากพืช
• การพัฒนาพลังงาน
• ความมั่นคงด้านพลังงาน
• ไอโซโทปของยูเรเนียม
• รายชื่อโครงการยูเรเนียม
• วงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
• โลหะวิทยายูเรเนียม
• การทำเหมืองยูเรเนียมในฝรั่งเศส
• กระเบื้องยูเรเนียม
• ยูเรเนียมในสิ่งแวดล้อม
• การถกเถียงเรื่องการทำเหมืองยูเรเนียม
• อุปทานและการบริโภคพลังงานของโลก
• วงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในฝรั่งเศส

หนังสือ

• เฮอร์ริง, เจ.: การประเมินทรัพยากรยูเรเนียมและทอเรียม, สารานุกรมพลังงาน , มหาวิทยาลัยบอสตัน, บอสตัน, 2004, ISBN 0-12-176480-X.

บทความ

• Deffeyes, Kenneth; MacGregor, Ian (สิงหาคม 1978). การกระจายตัวของยูเรเนียมในแหล่งแร่ที่ขุดได้และในเปลือกโลก (รายงาน). doi : 10.2172/6395443 . OCLC  6395443 .
• การแย่งชิงอำนาจเพื่อยูเรเนียมของเนปาล: บันทึกการเดินทาง (2024) ^{[ 1 ] [ 2 ]}

• ผลกระทบต่อสุขภาพของผู้พักอาศัยในเหมืองและโรงงานแปรรูปยูเรเนียม – ประเด็นทางวิทยาศาสตร์
• การทำเหมืองยูเรเนียมทิ้งมรดกแห่งความตายไว้
• Paterson-Beedle, M.; Macaskie, Lynne E.; Readman, JE; Hriljac, JA (พฤษภาคม 2009). "การกู้คืนยูเรเนียมจากน้ำเสียจากเหมืองแร่เป็นผลิตภัณฑ์แร่บริสุทธิ์โดยใช้ของเสียจากพืช". Advanced Materials Research . 71–73 : 621–624 . doi : 10.4028/www.scientific.net/AMR.71-73.621 . S2CID  136720757 .
• การทำเหมืองยูเรเนียมทั่วโลก (พร้อมสถิติการผลิต) เก็บถาวรเมื่อ 26 ธันวาคม 2018 ที่Wayback Machine สมาคมนิวเคลียร์โลกกรกฎาคม2006
• เว็บไซต์ Uranium SA (หอการค้าเหมืองแร่และพลังงานแห่งรัฐเซาท์ออสเตรเลีย) เกี่ยวกับวิธีการสกัดแร่ด้วยสารละลายในแหล่งกำเนิด (In Situ Leaching Method )
• การประเมินต้นทุนการกู้คืนยูเรเนียมจากน้ำทะเลและปัญหาทางเทคนิคในการนำไปปฏิบัติ
• รับชม สารคดี เรื่อง Uraniumปี 1990 เกี่ยวกับความเสี่ยงของการทำเหมืองยูเรเนียม(เก็บถาวรเมื่อ 30 กันยายน 2007 ที่Wayback Machine)
• ปริมาณยูเรเนียมทั่วโลก(เก็บถาวรเมื่อ 12 กุมภาพันธ์ 2013 ที่Wayback Machine) — สมาคมนิวเคลียร์โลกมีนาคม 2007
• เดอะการ์เดียน (22 มกราคม 2551): รางวัลต่างๆ ส่องประกายให้เห็นถึงผลงานด้านสิ่งแวดล้อมของธุรกิจขนาดใหญ่
• การช่วยเหลือผู้ประสบภัย (The Guardian, 2008)
• Mudd, Gavin M.; Diesendorf, Mark (1 เมษายน 2551). "ความยั่งยืนของการทำเหมืองและการแปรรูปยูเรเนียม: มุ่งสู่การวัดปริมาณทรัพยากรและประสิทธิภาพเชิงนิเวศ" Environmental Science & Technology . 42 (7): 2624– 2630. Bibcode : 2008EnST...42.2624M . doi : 10.1021/es702249v . PMID  18505007 .
• ยูเรเนียมเรืองแสงร้อนขึ้นเรื่อยๆ (Investors Chronicle, สหราชอาณาจักร)