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高溫氣冷堆採用優異的包覆顆粒燃料是獲得其良好安全性的基礎。鈾燃料被分成為許多小的燃料顆粒，每個顆粒外包覆了一層低密度熱介碳，兩層高密度熱介碳和一層碳化矽。包覆顆粒直徑小於1mm，包覆顆粒燃料均勻彌散在石墨慢化材料的基體中，製造成直徑為6cm的球形燃料元件（見圖3）。包覆層將包覆顆粒中產生的裂變產物充分地阻留在包覆顆粒內，實驗表明，在1600℃的高溫下加熱幾百小時，包覆顆粒燃料仍保持其完整性，裂變氣體的釋放率仍低於10－4。高溫氣冷堆具有如下的基本安全特性：
圖3 高溫氣冷堆球形燃料元件
反應性瞬變的固有安全特性在整個溫度範圍內，高溫氣冷堆堆芯反應性溫度係數（燃料和慢化劑溫度係數之和）均為負，具有瞬發效應的燃料溫度係數也為負。因此，在任何正反應性引入事故情況下，堆芯均能依靠其固有反應性反饋補償能力，實現自動停堆。
中國首座具有自主智慧財產權的高溫氣冷堆核電示範工程進入實質建設階段，該反應堆可滿足第四代核技術水平。華能山東石島灣核電有限公司股東出資協議書和章程25日在北京簽訂。此舉標誌著高溫氣冷堆核電示範工程這一國家中長期科技發展規劃（2006－2020）重大專項工程取得了實質性進展。
中國華能集團公司、中國核工業建設集團公司、清華大學分別出資47．5％、32．5％、20％，成立華能山東石島灣核電有限公司，負責投資、建設、運營華能山東石島灣核電站20萬千瓦級高溫氣冷堆核電示範工程。該工程廠址位於山東榮成石島灣，建成後裝置國產化率將達到70％以上，工程總投資約30億元。
3、核電站安全保障系統
為了保護核電站工作人員和核電站周圍居民的健康，核電站必須始終堅持“質量第一，安全第一”的原則。
核電站的設計、建造和執行均採用縱深防禦的原則，從裝置、措施上提供多等級的重迭保護，以確保核電站對功率能有效控制，對燃料元件能充分冷卻，對放射性物質不發生洩漏。縱深防禦原則一般包括五層防線，即第一層防線：精心設計、製造、施工，確保核電站有精良的硬體環境。建立周密的程式，嚴格的制度，對核電站工作人員有高水平的教育和培訓，人人注意和關心安全，有完備的軟體環境。第二層防線：加強執行管理和監督，及時正確處理異常情況，排除故障。第三層防線：在嚴重異常情況下，反應堆正常的控制和保護系統動作，防止裝置故障和人為差錯造成事故。第四層防線：發生事故情況時，啟用核電站安全系統，包括各外設安全系統，加強事故中的電站管理，防止事故擴大，保護反應堆廠房（安全殼）。第五層防線：萬一發生極不可能發生的事故，並伴有放射性外洩，啟用廠內外應急響應計劃，努力減輕事故對周圍居民和環境的影響。
按照縱深防禦的原則，目前的設計在核燃料和環境（外部空氣）之間設定了四道屏障（指中國目前使用的壓水堆核電站）。即第一道屏障：燃料芯塊，核燃料放在氧化鈾陶瓷芯塊中，並使得大部分裂變產物和氣體產物98％以上儲存在芯塊內。第二道屏障Z燃料包殼，燃料芯塊密封在鋯合金製造的包殼中，構成核燃料芯棒，鋯合金具有足夠的強度，且在高溫下不與水發生反應。第三道屏障：壓力管道和容器（冷卻劑系統），將核燃料芯棒封閉在20cm以上的鋼質耐高壓系統中，避免放射性物質洩漏到反應堆廠房內。第四道屏障：反應堆安全殼，用預應力鋼筋混凝土構築，壁厚近100cm，內表面加有的鋼襯，可以抗禦來自內部或外界的飛出物，防止放射性物質進入環境。
核電站配置的外設安全系統包括：①隔離系統，用來將反應堆廠房隔離開來，主要有自動關閉穿過廠房的各條執行管道的閥門，收集廠房內洩漏物質，將其過濾後再排出廠外。②注水系統，在反應堆可能"；失水"；時，向堆芯注水，以冷卻燃料元件，避免包殼破裂，注入水中含有硼，用以制止核鏈式反應。注水系統使用壓力氮氣，在無電流和無人操作情況下，在一定壓力下可自動注水。③事故冷卻器和噴淋系統，用來冷卻廠房以降低廠房的壓力。在廠房壓力上升時先啟動空氣冷卻（風機……換熱器）的事故冷卻器；再進一步可以啟動廠房噴淋系統將冷水或含唰水噴入廠房，以降熱和降壓。以上所有安全保護系統均採用獨立裝置和冗餘佈置，均備有事故電源，安全系統可以抗地震在蒸汽——空氣及放射性物質的惡劣環境中執行。
核電站執行人