الكيمياء واختلاف المادة و كيفية تفاعل الذرات لتكوين الجزيئات وكيفية تفاعل الجزيئات مع بعضها البعض كل هذا مرتبط بدراسه العلم وتفاعلات المادة وعلاقتها بالطاقة كل ماتريد معرفة عن الكيمياء في موقع ويكي العربي فتابعونا .
استخدمت أول قنبلة يورانيوم، لتل بوي التي أسقطتها الولايات المتحدة على هيروشيما في عام 1945، 64 كيلوغراماً من اليورانيوم المخصب بنسبة 80٪. يمكن أن يؤدي تغليف النواة الانشطارية للسلاح في عاكس نيوتروني (وهو معيار لجميع المتفجرات النووية) إلى تقليل الكتلة الحرجة بشكل كبير. نظراً لأن اللب كان محاطاً بعاكس نيوتروني جيد، فقد كان يتكون عند الانفجار من 2.5 كتلة حرجة تقريباً. تسمح عاكسات النيوترون، التي تضغط القلب الانشطاري عن طريق الانفجار الداخلي، وتعزيز الاندماج، والحشو، مما يبطئ من توسع نواة الانشطار بالقصور الذاتي، تصميم سلاح نووي باستخدام أقل مما يمكن أن يكون مجالًا مكشوفاً واحداً الكتلة عند الكثافة الطبيعية.
إن وجود الكثير من نظير 238U يثبط التفاعل المتسلسل النووي المتسرب المسؤول عن قوة السلاح. تبلغ الكتلة الحرجة لليورانيوم عالي التخصيب بنسبة 85٪ حوالي 50 kiloغرامs (1,800 أونصة)، والتي ستكون عند الكثافة الطبيعية كرة قطرها حوالي 17 centiمترs (0.56 قدم).
عادةً ما تستخدم الأسلحة النووية الأمريكية اللاحقة پلوتونيوم-239 في المرحلة الأولية، ولكن المرحلة الثانوية التي يتم ضغطها بواسطة الانفجار النووي الأولي غالباً ما تستخدم اليورانيوم عالي التخصيب مع تخصيب يتراوح بين 40٪ و80٪[5] مع وقود اندماج ديوتريد الليثيوم.
بالنسبة لسلاح نووي كبير ثانوي، يمكن أن تكون الكتلة الحرجة الأعلى لليورانيوم الأقل تخصيباً ميزة لأنها تسمح لللب في وقت الانفجار باحتواء كمية أكبر من الوقود. 238U ليس مادة انشطارية ولكنها لا تزال قابلة للانشطار بواسطة اندماج النيوترونات.
يستخدم اليورانيوم عالي التخصيب أيضاً في المفاعلات النيوترونية السريعة، التي تتطلب قلبها حوالي 20٪ أو أكثر من المواد الانشطارية، وكذلك في المفاعلات البحرية، حيث تحتوي غالباً على 50٪ على الأقل 235U، ولكن لا تتجاوز عادةً 90٪.
يستخدم النموذج الأولي للمفاعل السريع التجاري Fermi-1 HEU بنسبة 26.5٪ 235U. تُستخدم كميات كبيرة من اليورانيوم عالي التخصيب في إنتاج النظائر الطبية، على سبيل المثال مولبدنم-99 من أجل مولدات تكنيشيوم 99 م
