高溫氣冷堆是一種用較高富集度鈾的包覆顆粒作核燃料、石墨作中子慢化劑、氦氣作為冷卻劑的先進熱堆。

具有下列與眾不同的特點:

第一,由於採用耐高溫的包覆顆粒核燃料,並用耐高溫石墨作堆芯結構材料,因此允許反應堆冷卻劑的出口溫度達到750~950℃.

第二,採用傳熱效能較好、化學效能穩定、中子吸收截面小的氦氣作冷卻劑:主要優點是不會發生相變;氦氣是一種惰性氣體,化學性質不活潑,容易淨化,不引起材料的腐蝕;氦氣的中子吸收截面極小,反應堆的中子經濟性好;氦氣是透明的,便於裝卸料操作.

第三,安全性好:溫度係數是對反應堆安全執行具有重要意義的堆芯反應性係數之一.定義為:由堆芯內溫度的變化所引起的反應性的變化;為了使溫度係數對固有安全性有貢獻,該係數必須是負值.也就是說,溫度增加時,引入的必須是負反應性,即引起反應性下降;高溫氣冷堆就具有很大的負溫度係數,而且堆芯熱容量也大,因此在事故工況下溫度上升緩慢,即使在失去氦氣冷卻的情況下堆芯結構也不至於熔化,增大了採取相應安全措施的裕度.

第四,有綜合利用的廣闊前景:高溫氣冷堆不僅可以用於發電,在反應堆冷卻劑的出口溫度提高到1000~1200℃時,還可將反應堆的高溫工藝供熱直接應用於鍊鋼、制氫、煤的液化或氣化等工業生產中,達到綜合利用的目的.

第五,堆芯工作壓力需要提高:由於氣體冷卻劑的密度低,導熱能力差,迴圈時消耗的功率大,因此工作壓力需要提高.

第六,當前還有限制高溫氣冷堆發展的因素:包括高燃耗包覆顆粒燃料元件的製備和輻照考驗,高溫高壓氦氣迴路裝置的工藝技術,燃料後處理及再加工等問題.