铀 (U) 是一种稀有元素，在地壳中的平均浓度为2.7 ppm。在自然界中，铀主要以U-238 (>99%) 的形式存在，而U-235（可裂变）仅占约0.7%。U-234含有不到0.1%的天然铀。铀原子的尺寸较大，难以进入岩浆中的早期结晶矿物。因此，它通常集中在富硅岩石（例如花岗岩）中岩浆结晶的最终产物中（特别是在花岗岩中发现的矿物中，例如锆石、榍石和磷灰石）。在此类岩石中，铀含量可能达到几十甚至几百ppm，并形成一种称为晶质铀矿或沥青铀矿 (UO₂) 的矿物。

铀矿开采方式包括：露天开采、地下开采、原地浸出和钻孔开采（使用高压水射流）。低品位铀矿石通常含有0.01%至0.25%的氧化铀（通常报告为U₃O₈）；但是，一些矿床具有很高的铀浓度（高达百分之几）。在自然界中，铀存在于几种矿床中，包括不整合面型矿床、奥林匹克坝型矿床、砂岩矿床、石英-卵石砾岩矿床、地表矿床（钙质结砾岩矿床）、脉状矿床、与火山和破火山口相关矿床、侵入矿床和交代岩矿床。

钍 (Th) 是另一种可裂变的天然放射性化学元素。钍在地壳中的含量比铀多三到四倍 (9.6 ppm) ，主要是从独居石砂（提取稀土金属的副产品）中提炼出来。

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