A l'origine, le minerai : métal relativement répandu dans l'écorce terrestre. Les principaux gisements connus se situent au Canada, aux Etats Unis, au Niger, au Gabon, en Afrique du Sud, en Australie et en Russie. Pour sa part, en 1994 la France a produit environ 15% des besoins nationaux. Le minerai extrait se présente sous forme de roches dans lesquelles la concentration en uranium est faible. Elle est de l'ordre de 1 à3 kg par tonne. Le minerai est d'abord concassé, broyé, puis dissous dans l'acide sulfurique. On traite chimiquement la solution jusqu'à l'obtention d'un concentré de poudre jaune appelé “yellow cake”. Il contient alors 70 à 75% d'uranium. 1000 tonnes de minerai traité donne 1,5 à 10 tonnes de yellow cake.

La conversion : le yellow cake n'est pas directement utilisable. Il doit être purifié par une opération de fluoration, on obtient alors de l'hexafluorure d'uranium gazeux. L'enrichissement : l'uranium naturel est un mélange de 3 isotopes : l'U238, l'U235et l'U234 dans des proportions respectives de 99,294%, 0,7% et 6 fois 10 puissance -3%. Or pour fonctionner, un réacteur à eau pressurisé a besoin d'un uranium plus riche en uranium 235, entre 3 et 4%. L'enrichissement consiste à augmenter la proportion d'uranium 235. Les deux procédés utilisés à cet effet sont la diffusion gazeuse et l'ultracentrifugation.

Une fois l'hexafluorure d'uranium enrichi en uranium 235, il est transformé en oxyde d'uranium. Cet oxyde est comprimé en pastilles cylindriques d'une dizaine de grammes. Ces pastilles après frittage, c'est à dire une cuisson à haute température, sont placées dans des tubes appelés crayons. Ils ont une longueur de 4,50 m pour les réacteurs de 1300 et 1450 MW. Ces crayons sont ensuite réunis en assemblages, prêt à être introduit dans le cœur du réacteur

Chargés dans la cuve du réacteur, les assemblages y restent 3 à 4 ans. Durant le séjour en réacteur, la fission de l'uranium fournit la chaleur nécessaire à la production d'électricité.

L'industrie nucléaire génère des déchets de plusieurs catégories : Les déchets d'exploitation pouvant concerner les outils contaminés, les vêtements. Ils ont une faible activité et une durée de vie courte. Ce sont des déchets non traités et enfuis et stockés dans des alvéoles en béton à Soulène. D'autre part, les déchets issus du retraitement du combustible usé à la Hague. Le retraitement consiste en un enchaînement d'opérations mécaniques et chimiques sur le combustible usé afin de séparer d'une part l'uranium et le plutonium qui sont réutilisables et d'autre part les produits et les éléments de structure, fortement radioactifs. Ces éléments sont caractérisés par une forte activité et une durée de vie longue de quelques centaine à quelques centaines de milliers d'années. Ils ont un volume très faible. Cattenum en produit annuellement 8 m3 par an. Ces déchets sont vitrifiés, c'est à dire coulés dans du verre en fusion pour éviter la dispersion et entreposé dans des fûts spéciaux en attente d'un stockage en profondeur qui viendra dans environ 10 ans après étude des laboratoires souterrains dont un devrait être installé en Meuse. Mais ce stockage ne devra pas être irréversible car on envisage de pouvoir traiter ces déchets par un système de transmutation et pouvoir ainsi les éliminer. Remarque : la période radioactive T est le temps au bout duquel la radioactivité à décru de moitié. Elle est de 2 minutes chez l'oxygène, 8 jours chez l'iode 131 et de 4,4 fois 10 puissance 9 ans chez l'uranium.