這個問題在核工程中是很專業的問題，核工程理論中提出很多種模型，依據反應堆堆芯形狀的不同有點堆模型、平面堆模型、柱形堆模型以及球形堆模型。從理論上來講球形反應堆最好的，其次是圓柱形、然後是正方體、長方體。點堆模型和平面堆模型在實際的核工程中當然是無法建造的。

世界上第一座人工核反應堆是建造於1942年的芝加哥一號，這個反應堆是由費米主持設計並建造的，此堆型是一個實驗堆，用於實驗資料的獲取和理論的驗證，當時的堆芯是一個近似正方體結構，因為工程上易於實現。

圖釋：芝加哥一號

1、中子洩露率小

我們知道在所有的形狀中，球形的體積與表面積比是最大的，也就是說在球形堆在同樣體積的條件下，表面積是最小的，因此洩露出去的中子也是最少的。

2、容易達臨界

這其實還是在第一個優點基礎上的，中子洩露越多，越不易於達臨界，靠近邊緣的地方中子通量就會越低，這樣不利於功率展平。

球形反應堆在工程中並沒有建設，目前商運核電站的反應堆均設計成了圓柱形，在工程上容易實現，且比正方體和立方體堆有著更小的中子洩露率，因為除了以上的優點外，球形堆在工程上並不容易實現。

有實際應用價值的是球床反應堆，並且已經作為第四代反應堆在山東榮成開始了示範工程的建設，其最突出的優點就是安全。

下圖圖釋：第四代球床反應堆