器制造铀燃料的关键技术。钚核武器所使用的钚在反应堆中制成，同样需要制备某种特别的同位素。同位素分离的理论由查尔斯·汤斯首先提出。化学元素的提纯可以通过化学过程，但是由于相同元素的同位素拥有几乎完全相同的化学性质，使得化学方法几乎无法分离同位素，除非是分离氘。
分离技术.分离同位素的方法主要有三种：实际中应用的分离技术都在某种程度上利用了同位素相对原子质量上的差异。就一般情况而言，不同同位素相对原子质量的差异比较大，分离则相对容易。比如，氘的原子核的质量几乎是氕的两倍，因此，