برنامه کلان دیگر در توسعه هسته­ای ایران، ‌خودکفایی در زمینه تولید سوخت هسته­ای با توجه به تصمیم ساخت انواع نیروگاه های اتمی است. فعالیت­های چرخه سوخت هسته­ای شامل اکتشاف و استخراج اورانیوم، فرآوری ترکیبات اورانیوم، غنی سازی اورانیوم و ساخت مجموعه سوخت

می‌باشد.

پروژه ساغند یزد، نمود عینی فعالیت در زمینه استحصال اورانیوم از منابع طبیعی است. تأسیسات موجود در این کارخانه، اورانیوم را از عمق ۳۵۰ متری استخراج کرده و سپس در منطقه اردکان یزد پس از اعمال فرآیندهای مختلف شیمیایی و فیزیکی به کیک زرد تبدیل می‌کند. آنچه در اصفهان تحت عنوان پروژه UCF انجام می‌گیرد، تبدیل کیک زرد به هگزافلوراید اورانیوم (UF6)، اورانیوم فلزی و اکسید اورانیوم است. UF6 خوراک اصلی کارخانه غنی سازی در نطنز می‌باشد. برای تولید میله سوخت نیز کارخانه ZPP در اصفهان در حال سوخت می‌باشد. (جانسون، ۲۰۰۰، ۱۵۳)

۳-۳-۴- توسعه هسته­ای در پزشکی، صنعت و کشاورزی:

جمهوری اسلامی ایران در کنار برنامه ریزی عملیاتی برای ایجاد نیروگاه و تولید سوخت هسته­ای، با ایجاد مراکز و آزمایشگاه های مختلف تحقیقاتی، تولیدی و خدماتی در استفاده صلح آمیز از انرژی هسته­ای در حوزه های مختلف، اهتمام کامل ورزیده است. بخشی از مهمترین فعالیت های سازمان انرژی اتمی در این حوزه ها عبارتند از:

• • تولید رادیوایزوتوپ های مختلف؛

• • تولید رادیو داروهای مختلف؛

• • تولید انواع کیت های رادیو دارویی؛

• • تولید گندم موتانت و غیرموتانت، جوموتانت و غیرموتانت و پنبه موتانت؛

• • اصلاح گونه های کشاورزی با بهره گرفتن از روش های هسته­ای؛

• • پرتودهی برای جلوگیری از ضایعات کشاورزی؛

• • انجام پژوهش جهت تهیه واکسن دامی با بهره گرفتن از روش­های هسته­ای؛

• • تولید نوارها و غلاف های پلیمری قابل انقباضی حرارتی؛

• • تولید سیستم شمارش هسته­ای با آشکار سازگایگر؛

• • تولید مولد پالس هسته­ای؛

• • تولید دزیمتر جیبی و دزیمتر دیجیتال دستی؛

• • استریلیزاسیون محصولات بهداشتی؛

• • تولید انواع لیزرهای مورد نیاز؛

• • نشست یابی در لوله های انتقال نفت با بهره گرفتن از تکنیک کاربرد ردیاب پرتوزا؛

• • طراحی و ساخت لامپ های نوری (بتالایت) برای کاربردهای مختلف؛

• طراحی و ساخت سیستم هسته­ای برای اندازه گیری خاکستر ذغال سنگ جهت نشان دادن میزان مصرف ذغال سنگ در صنایع کشور (افراسیابی، ۲۰۰۶، ۱۹)

۳-۵- رادیو ایزوتوپ ها:

امروزه رادیوایزوتوپ ها به طور گسترده ­ای در رشته‌های مختلف علمی و فنی مورد استفاده قرار می گیرند. تحقیق و توسعه در زمینه دستیابی به فناوری تهیه و تولید رادیوداروها، کیت­های رادیودارویی، رادیوایمونواسی و نیز چشمه های پرتوزا برای کاربردهای صنعتی، پزشکی و کشاورزی همواره به عنوان اهدف سازمان انرژی اتمی ایران مد نظر بوده اند. رادیو داروها برای تشخیص و درمان بیماری ها استفاده می‌شوند. چشمه­های پرتوزا در صنعت، کاربردهای بسیاری از قبیل رادیوگرافی گاما، کنترل کیفی جوشکاری و نیز انجام تست های غیر مخرب داشته و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. (گلشن پژوه، ۱۳۸۴، ۹۹)

فعالیت های تحقیقاتی و تولیدی در زمینه رادیوایزوتوپ ها در ایران بیشتر در دو مرکز تحقیقات هسته­ای تهران و مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته­ای کرج انجام می شود.

۳-۵-۱- مرکز تحقیقات هسته­ای تهران:

مرکزتحقیقات هسته­ای تهران با داشتن رآکتور هسته­ای تحقیقاتی با قدرت ۵ مگاوات،آزمایشگاه­های مجهز و تأسیسات لازم، نقش اصلی را در توسعه دانش فنی تولید و کاربرد رادیو داروها و چشمه­های صنعتی در ایران داشته است. اهم این رادیو ایزوتوپ ها عبارتند از:

تهیه و تولید رادیوداروها و کیت های دارویی: ژنراتور تکنسیوم M99 (جهت ساخت و تشخیص بیماری­ها در اندام­های مختلف بدن)، ید۱۳۱ (با مصارف تشخیصی ودرمانی)، فسفر۳۲ (درمان کیت­ های مغزی)، ایریدیم ۱۹۲ (کاشت در تومورهای سرطانی)، تهیه و تولید کیت­های رادیودارویی سرد از ژنراتور تکنسیوم M99 (جهت تشخیص بسیاری از نارسایی ها و امراض).

تهیه و تولید رادیو ایزوتوپ برای کاربردهای صنعتی: چشمه پرتوزای ایریدیم ۱۹۲ (استفاده در رادیوگرافی گاما، جوش های صنعتی، جوش لوله های نفت و گاز)، چشمه کبالت ۶۰ (استفاده در سطح سنجی، چگالی سنجی، ضخامت سنجی) چشمه های سزیم ۱۳۷ (استفاده در امور صنعتی و آموزش در دانشگاه)، چشمه­های آمرسیم ۲۴۱ (استفاده در امور تحقیقاتی، صنعتی و دانشگاهی). (غریب آبادی، ۱۳۸۶، ۴۹)

۳-۵-۲- مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته­ای کرج:

این مرکز با بهره گرفتن از شتاب دهنده سیکلوترون، توانایی تولید رادیوایزوتوپ های گوناگون جهت کاربردهای پزشکی، کشاورزی و صنعتی را دارد. اهم این رادیو داروها عبارتند از:

تالیم ۲۰۱ (اسکن قلب و تشحیص بیماری های کرونر قلب و آنفارکتوس)، گالیم ۶۷ (تشخیص عفونت های داخلی و تومورهای بدخیم)، ایندیم ۱۱۱ (تشخیص محل تومور، التهاب ها و عفونت های پنهان)،رادیوداروی FD6 (فراهم نمودن امکان تصویربرداری از مقاطع مختلف مغزی و قلبی). (همان، ۵۰)

۳-۶- مجتمع تولید آب سنگین اراک:

مجتمع تولید آب سنگین در اراک در ۴ شهریورماه ۱۳۸۵ توسط رئیس جمهور وقت افتتاح شد. بنا به اظهار رئیس سازمان انرژی اتمی، ظرفیت تولید این مجتمع ابتدا هشت تن بود و در زمان افتتاح ظرفیت آن به ۱۶ تن آب سنگین با غنای ۸/۹۹ درصد رسید. پروژه تولید آب سنگین اراک به عنوان یکی از شاخصه های دانش هسته­ای، در پزشکی و به خصوص کنترل سرطان و کنترل بیماری ایدز نقش تعیین کننده ­ای دارد، و به عنوان خنک کننده و کند کننده رآکتورهای آب سنگین نیز به کار
می رود. با گشایش این واحد صنعتی، ایران به عنوان نهمین کشور دارای تجهیزات تولید آب سنگین جهان مطرح می شود^[۳۰]۱٫ کشورهای آرژانتین، کانادا، هند و نروژ بزرگترین صادر کنندگان آب سنگین جهان هستند (زمانی ، ۱۳۸۵، ۵)

۳-۷- کارخانه غنی سازی صنعتی نطنز:

تأسیسات هسته­ای نطنز با نام رسمی مرکز هسته­ای شهید احمدی روشن نطنز، شامل تأسیسات زیرزمینی غنی سازی اورانیوم است که در زیرزمین و در عمق ۳۰ متر از بتن آرمه در نزدیکی نطنز در استان اصفهان احداث شده است. ظرفیت این سایت ۴۸ هزار ماشین سانتریفیوژ است که در حال حاضر ۱۰ هزار ماشین فعال و ۶ هزار ماشین نصب شده، ولی غیر فعال در زنجیره­ی غنی سازی ۵/۳ درصد دارد. در این مجتمع همچنین ۲ زنجیره ۱۷۴ تایی ماشین سانتریفیوژ جهت غنی سازی ۲۰ درصد و هزار ماشین نسل دوم (IR2) در آن موجود است. (بصیری، ۱۳۸۵، ۱۰۶)

۳-۸- کارخانه غنی سازی نیمه صنعتی فردو: