球床反应堆为什么在理论上不会出现核芯熔解?

球床反应堆亦称卵石床反应堆，是一种先进的核子反应堆设计。这种科技增加了反应堆的安全及效率。反应堆的核燃料密度比一般的反应堆低，就算是失去冷却，亦不会出现核芯熔解。反应堆使用惰性气体或接近惰性气体，如氦、氮、二氧化碳作为冷却剂，在高温下直接推动涡轮引擎。由于毋须处理蒸气，系统的热能效率可以得到提高。

正在发展这种技术的国家包括有：美国、南非、荷兰等。中国的华能亦与清华大学合作研究；目前已建有十兆瓦的试验反应堆，并计划于五年内兴建第一座投产发电厂。

设计
球床反应堆把铀、钍或钚氧化物核燃料,包装在网球大小，以热分解石墨制成的球状容器内。球状燃料放置在罐状容器内，让氦、氮、或二氧化碳冷却剂在燃料球之间通过，将热能带走。冷却剂可以直接推动涡轮，亦可以经过热交换，以第二循环的气体或蒸气推动涡轮。

球床反应堆的最大优点是它本身比较安全。当球状燃料的温度增加时，铀238吸收中子的速率亦会增加，令可供引致核裂变的中子减少。故此这种反应堆可产生的能量有自然的限制。反应堆的容器被设计成在没有机械帮助下，散热会多于核燃料自然产生的热能。因此从理论上，球床反应堆不可能出现核芯熔解。而且由于核燃料是被包围在燃料球之内，若果一个燃料球爆裂，亦只会释放出较少的核燃料。

球床反应堆比一般轻水式反应堆的运行温度较高，故此球床式能够以更少的核燃料，产生较多的动能。

球床反应堆可以无需使用控制杆，以温度控制反应堆的输出功率。这样反应堆的设计便毋需考虑控制杆插进深浅程度不同时对中子的影响；而且输出功率可以根据需求，透过控制冷却剂的流量或密度而快速增减。部分球床反应堆仍然有保留控制杆，以便维修时使用。

历史
固定式的球床反应堆，燃料是可以不停的更换，毋需好像一般反应堆般，每隔数年要把反应堆关闭数星期更换燃料。多个球状燃料放在桶状容器内，燃料球每年循环约十次。每次循环把一个或数个燃料球取出检验，需要时更换成新的。旧燃料球则成为核废料。

这种球床反应堆的概念是德国教授RUDOLF SCHULTEN在 1950年代提出的。1966年德国于Jülich 建成第一座 15兆瓦，简称AVR的试验反应堆。之后并一路运行，直至1988年12月1日