Ένα από τα πιο κρίσιμα ζητήματα στις συνομιλίες μεταξύ Ηνωμένων Πολιτειών και Ιράν αφορά την τύχη του αποθέματος υψηλά εμπλουτισμένου ουρανίου που διατηρεί η Τεχεράνη. Το συγκεκριμένο υλικό θεωρείται από τη Δύση το σημαντικότερο διαπραγματευτικό χαρτί του Ιράν, καθώς η διαχείρισή του ενδέχεται να καθορίσει την έκβαση οποιασδήποτε μελλοντικής συμφωνίας για το πυρηνικό πρόγραμμα της χώρας.
Σύμφωνα με εκτιμήσεις διεθνών οργανισμών και δυτικών αξιωματούχων, σημαντικό μέρος του αποθέματος ουρανίου που έχει εμπλουτιστεί σε ποσοστό έως και 60% φέρεται να βρίσκεται σε υπόγειες εγκαταστάσεις στην περιοχή της Ισφαχάνης. Παρά τις ζημιές που προκλήθηκαν σε πυρηνικές υποδομές από προηγούμενες στρατιωτικές επιχειρήσεις, εκτιμάται ότι σημαντικές ποσότητες του υλικού έχουν διασωθεί.
Οι αμερικανικές αρχές υποστηρίζουν ότι το συγκεκριμένο απόθεμα πρέπει είτε να απομακρυνθεί από το Ιράν είτε να καταστραφεί υπό διεθνή εποπτεία. Η Ουάσιγκτον θεωρεί ότι η διατήρηση μεγάλων ποσοτήτων ουρανίου εμπλουτισμένου στο 60% δημιουργεί τη δυνατότητα ταχείας μετάβασης σε επίπεδα κατάλληλα για την κατασκευή πυρηνικού όπλου, κάτι που η Τεχεράνη απορρίπτει ως στόχο της πολιτικής της.
Από την πλευρά του, το Ιράν εμφανίζεται απρόθυμο να παραδώσει το απόθεμα στο εξωτερικό. Πληροφορίες από διπλωματικές πηγές αναφέρουν ότι η ηγεσία της χώρας έχει εκφράσει την προτίμηση να παραμείνει το υλικό εντός ιρανικού εδάφους, εξετάζοντας εναλλακτικές λύσεις όπως η αραίωση (downblending) μέρους του αποθέματος σε χαμηλότερα επίπεδα εμπλουτισμού.
Η ακριβής τοποθεσία και η ποσότητα του αποθέματος αποτελούν επίσης αντικείμενο διεθνούς ενδιαφέροντος. Η International Atomic Energy Agency έχει κατά καιρούς επισημάνει ότι δεν διαθέτει πλήρη πρόσβαση σε όλες τις πυρηνικές εγκαταστάσεις του Ιράν, γεγονός που δυσκολεύει την ανεξάρτητη επαλήθευση της κατάστασης του ουρανίου και των δραστηριοτήτων εμπλουτισμού.
Οι συνομιλίες μεταξύ Ουάσιγκτον και Τεχεράνης συνεχίζονται, με το ζήτημα του εμπλουτισμένου ουρανίου να παραμένει το βασικότερο εμπόδιο για μια οριστική συμφωνία. Διπλωματικές πηγές εκτιμούν ότι χωρίς σαφή διευθέτηση για το συγκεκριμένο απόθεμα, θα είναι δύσκολο να επιτευχθεί μια συνολική συμφωνία που να ικανοποιεί και τις δύο πλευρές.
