本发明属于核燃料制造技术领域，具体涉及一种高铀含量芯块制备工艺。步骤1，采用电弧熔炼的方式将配硅后铀金属进行熔炼；步骤2，通过将铸锭破碎为粉末，然后采用行星球磨的方式进行；步骤3，加入粘结剂进行成型；步骤4，芯块烧结先采用真空烧结，烧结温度选择700℃～900℃，烧结保温时间为2h～8h；随后采用热压烧结，烧结温度选择1200℃～1450℃，压力5～10t，烧结保温时间2h～8h。本发明的U3Si2芯块制备方法，通过熔炼—制粉—成型—烧结的生产工艺，获得理论密度95％以上，芯块完整表面光滑，质量较好的U3Si2芯块。