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堆芯，也称为反应堆活性区，是核反应堆的核心部分，负责引发并维持链式核裂变反应。它由燃料组件构成，这些组件通常由不同形状的核燃料元件（如板、棒、管）组成，并通过各种构件按照特定的栅格布置在堆芯格架中。燃料元件由核燃料（如235U、233U或239Pu）和包壳材料组成，其中核燃料在反应中发生裂变，释放出大量的能量。
堆芯的特点包括：
燃耗深：燃料元件在使用过程中会吸收大量中子，导致其裂变潜力降低。
裂变产物浓度高：裂变产生的放射性物质在堆芯中积累，需要妥善处理。
与堆芯直接相关的系统：包括热气导管、蒸汽发生器、氨风机、燃料装卸系统、氦净化系统等，这些系统共同工作以维持反应堆的正常运行。
堆芯通常由陶瓷堆内构件砌体构成，形成环形腔室。燃料组件中的石墨反射层结构由多层石墨块组成，每层石墨块在圆周方向等分成24块，各石墨块之间由石墨销键连接，起到定位和减少氦气漏流的作用，并使石墨砌体形成一个整体结构。
对于承压的堆容器，也称为反应堆压力容器，它包容反应堆堆芯，确保反应堆的安全运行。核燃料元件在堆芯中的放置方式通常是按正方形排列，并用定位格架固定，以便于操作和维护。
核燃料元件在自然界中并不存在，而是通过化学、物理、机械加工等复杂过程制成，供各种反应堆作为燃料使用。在裂变材料中，铀-235是自然界中唯一存在的，而钚-239和铀-233是通过吸收中子后衰变生成的，因此它们被称为转换材料或增殖材料。核燃料和转换材料统称为核燃料。
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