डिफ्यूजन मेम्ब्रेन को"सेपरेशन मेम्ब्रेन" भी कहा जाता है। महीन झरझरा संरचना वाली एक धातु झिल्ली। माइक्रोप्रोर्स सामान्य वायु प्रवाह को प्रतिबंधित कर सकते हैं और प्रसार प्रवाह को पारित करने की अनुमति दे सकते हैं, इसलिए समस्थानिक पृथक्करण के लिए बड़े पैमाने पर अंतर का उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जब गैस प्रसार विधि यूरेनियम समस्थानिकों को अलग करती है, तो प्रसार झिल्ली ज्यादातर sintered निकल (सिरेमिक या पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन का भी उपयोग किया जाता है) से बना होता है।
झिल्ली के प्रति वर्ग सेंटीमीटर में करोड़ों माइक्रोप्रोर्स होते हैं, जिनका व्यास लगभग 0.01-0.03 माइक्रोन होता है। उन्हें पृथक्करण प्रक्रिया की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, और फिर भी गर्म और संक्षारक यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड प्रक्रिया गैस में स्थिरता, विश्वसनीयता और कुछ यांत्रिक शक्ति बनाए रखना चाहिए। इसका विकास गैस प्रसार संयंत्र की मुख्य तकनीकी कुंजी है।