Anrikat uran är uran med en hög andel av isotopen U-235, som bara utgör cirka 72 % av naturligt uran. Normalt uran kallas U-238, där siffran anger mängden nukleoner (protoner och neutroner) i dess atomkärna. U-235 har en ojämn mängd protoner och neutroner, vilket gör den något instabil och mottaglig för klyvning (splittring) från termiska neutroner. Att få klyvningsprocessen att fortskrida som en kedjereaktion är grunden för kärnenergi och kärnvapen.
Eftersom U-235 har identiska kemiska egenskaper som normalt uran och bara är 1.26 % lättare, kan det vara en utmaning att separera de två. Processerna är vanligtvis ganska energikrävande och kostsamma, varför endast ett fåtal länder har lyckats uppnå det i industriell skala hittills. För att tillverka uran av reaktorkvalitet krävs U-235 procentsatser på 3-4 %, medan vapenuran måste bestå av 90 % U-235 eller mer. Det finns minst nio tekniker för separering av uran, även om vissa definitivt fungerar bättre än andra.
Under andra världskriget i USA, när forskare först strävade efter isotopseparation, användes en rad tekniker. Det första steget bestod av termisk diffusion. Genom att introducera en tunn temperaturgradient kunde forskare locka lättare U-235-partiklar mot ett område med värme och tyngre U-238-molekyler mot ett kallare område. Detta var bara förberedelse av fodermaterial för nästa steg, elektromagnetisk isotopseparation.
Elektromagnetisk isotopseparation innebär att uran förångas och sedan joniseras för att producera joner med positiv laddning. Det joniserade uranet accelererades sedan vid böjning av ett starkt magnetfält. Lättare U-235-atomer avböjdes något mer, medan U-238-atomer något mindre. Genom att upprepa denna process många gånger kunde uran anrikas. Denna teknik användes för att göra en del av det anrikade uranet till Little Boy-bomben, som förstörde Hiroshima.
Under det kalla kriget övergavs elektromagnetisk isotopseparation till förmån för anrikningstekniken för gasdiffusion. Detta tillvägagångssätt drev uranhexafluoridgas genom ett semipermeabelt membran, som något separerade de två isotoperna från varandra. Liksom den tidigare tekniken skulle denna process ha behövt utföras många gånger för att isolera en betydande mängd U-235.
Moderna anrikningstekniker använder centrifuger. De lättare U-235-atomerna trycks något preferentiellt mot centrifugernas ytterväggar och koncentrerar dem där de kan extraheras. Precis som alla andra tekniker måste den utföras många gånger för att fungera. Fullständiga system som renar uran på detta sätt utnyttjar många centrifuger och kallas centrifugkaskader. Zippe-centrifugen är en mer avancerad variant på den traditionella centrifugen som utnyttjar såväl värme som centrifugalkraft för att separera isotopen.
Andra tekniker för uranseparation inkluderar aerodynamiska processer, olika metoder för laserseparation, plasmaseparation och en kemisk teknik, som drar fördel av en mycket liten skillnad i de två isotopernas benägenhet att ändra valens i oxidations-/reduktionsreaktioner.