探索铀的宇宙起源与地质浓缩，除了科研上的兴趣以外，还将带来一定的实用价值。测定地质或考古物件的年龄，或者在历史学中称为“断代”，是指通过分析某一种元素的同位素的富集度（即所占比例），推断出地质或文物的历史年代。碳-14是我们熟知的例子：由于碳-14在地球上的比例是比较稳定的，所以在还活着的生物体内，碳-14比例与地球整体比例一致；而当生物死后，碳-14含量随时间减少，每5730年减少1/2，所以通过计算减少的程度，即可推算出生物死亡的时间，也就是某一件物件的历史年龄。
铀是一种具有放射性的元素，如果没有外界的补充，铀的总量也将逐渐减少，所以同样可以用于年龄测定。自从克拉普罗特（Martin Heinrich Klaproth）1789年发现了地球上天然存在的最重的元素——铀以来，一百年内人们没有发现铀具有什么特殊的用途，所以对铀缺少研究。直到贝克勒耳（Antoine Henri Becquerel）1896年发现铀盐具有放射性，博尔特伍德（Bertram Borden Boltwood）1905年发现铀能够衰变成为铅和氦之后，卢瑟福（Ernest Rutherford）才于1906年提出铀具有测定地质年龄的潜力。
从那时往后，地质学家和地质化学家已经在研究铀的分布、同位素富集度以及通过铀测定物件的历史年龄等领域花费了一百年的心血。在他们面前摆着三个重要的问题：
（1）地球上现存的铀是从哪里来的？
（2）铀与地球的关系：地球上铀的含量相对于其他元素而言是微不足道的，即便如此，铀是否会对整个地球的演化产生影响？反过来，是否有某种永恒的反馈机制在制约着铀的地球化学循环？
（3）我们能否回溯时间，弄清楚铀在外层大气、地壳和地幔中的循环过程？
宇宙中的元素比例
从20世纪30年代起，许多科学家试图通过测量光谱的方法，研究各种元素及其同位素在宇宙中的富集程度。不过事实上，最后发现不同的星体具有不同的元素富集度，所以并不存在普遍的“宇宙富集度”模式。
回到我们所处的太阳系中，围绕着太阳旋转的行星，各自的元素富集度就已经有了显著的区别。以下可以举出三个例子：
其一，类地行星，包括水星、金星、地球、火星，普遍缺乏挥发性元素，例如氢、氦、碳和氖，而主要包含原子量较小且为双数的元素，例如氧、镁、硅、铁；与此相反，类木行星主要由氢、氦等元素构成。
其二，对于测量陨石中的氧同位素比例，结果显示太阳系作为一个整体，就同位素比例而言并不是均匀的。
其三，铀在太阳中，只占氢的百万分之一的百万分之一，而氢占太阳质量的四分之三；但铀在地球的地壳中约占百万分之一以上，在地壳中的比例比在太阳上的比例高得多。
以上提到的种种元素比例的变化都指向一个结论：组成原始太阳系的物质具有许多个来源，从而导致了各种元素及同位素之间的不均匀性。
那么，铀从哪里来呢？
宇宙化学家除了关心宇宙富集度的普遍模式以外，也关注个别星体出现的富集度异常的情况以及背后的原因，并为此建立了许多理论。对于地球上的铀含量相对偏高的情况，目前的理论认为这些铀可能是由一次或多次的超新星爆发所带来的，因为在超新星爆发的过程中可以产生了大量中子，这些中子促使许多元素发生了转变，产生铀以及能够转化为铀的元素。原始太阳系吸收了这些物质。
我们不禁要问，铀的产生是在多久以前发生的呢？为了弄明白这一点，我们需要知道：
（1）当前，铀的两种主要同位素——235U和238U在地壳、地幔、地核等部位的富集度。
（2）以上两种同位素的半衰期（寿命）。
（3）地球的寿命。
之后，我们就能够算出235U和238U在地球刚刚形成之时的富集度。更进一步，通过研究我们已经知道超新星爆发所产生的235U和238U的比例大约是1.65：1，因而我们可以计算出现在太阳系里存在的铀是否仅由一次超新星爆炸产生。如果仅由一次超新星爆发产生的，那么这件事将发生在距今大约65亿年以前。
当然，通过研究我们发现，“一次到位”的设想太过天真。据估计，从60亿年前到2亿年前的多次超新星爆发都贡献了太阳系的铀含量。另外，对陨石中硅和碳等元素的同位素富集度的研究显示，超过十颗超新星的爆发共同构成了原始太阳系物质的成因。所以，在太阳系形成之时235U和238U的比例不是所有星系必然具有的值，而反映了许多“祖先”的爆炸碎片对太阳系造成的意外影响。
一种有趣但缺少证据的假说
考虑以上问题时我们需要了解铀在地球各个地层中的含量，但对于深层的地核，人类的了解还是很不充分的。因而，对于对于铀在地球上的分布以及发挥的作用，有一种有趣的假说：在原始地球产生的时候，大部分的铀都沉入了地球中心，形成了一个直径约为8千米的地核。从那时起，这个铀地核就开始了持续不断的裂变反应。人类常用的核燃料——235U的逐渐减少并没有使得这个巨大的反应堆停止，因为这是一个 “快堆”，它能够使储量比235U大得多的238U（对人类而言暂时不能作为核燃料）转变为另一种核燃料——239Pu，这一原理与目前正在研究的快中子增殖堆相同。这种地质反应堆的理论由于缺少证据，所以没有得到广泛认同。