簡介
反應堆化學的一個分支。研究反應堆材料（包括核燃料、慢化劑、冷卻劑和結構材料等）在反應堆的溫度、壓力和強輻照條件下的穩定性和相容性等化學問題。核燃料
鈾是主要的核燃料。用作固態燃料的有金屬鈾、鈾合金、二氧化鈾和碳化鈾。金屬鈾在空氣和水的作用下很容易腐蝕，其腐蝕速率隨溫度升高而迅速增加；鈾合金的抗腐蝕性能比金屬鈾好；二氧化鈾與高溫水和水蒸氣反應的速率很低，對氫、二氧化碳和氦是惰性的,在600℃下與金屬鈉的相容性很好；碳化鈾的某些物理性能優於二氧化鈾，但它容易與水和水蒸氣反應。在均勻反應堆中採用液態燃料。硫酸鈾醯具有較高的輻照穩定性，它的水溶液是水均勻反應堆的燃料流體；鈾233含量為 700～1000ppm的液態鉍鈾合金是液態金屬均勻反應堆的燃料，在腐蝕抑制劑的存在下，液態鉍鈾合金與含鉻碳鋼的相容性較好；四氟化鈾具有很好的輻照穩定性和熱穩定性，它與氟化鋰、氟化鈹、氟化鋯組成的熔鹽具有合適的熔點，是熔鹽反應堆燃料流體的最佳選擇對象。慢化劑
反應堆中常用的慢化劑有普通水、重水、石墨、金屬鈹和氧化鈹。普通水只能用在濃縮鈾的核燃料系統，重水可以用在天然鈾系統。由於水的沸點低，在高溫水堆中所需壓力就很高。一般情況下石墨是比較惰性的固態慢化劑，不易與其他介質發生化學作用，但在高溫下它可與許多元素形成碳化物，尤其是石墨與氧的反應給高溫氣冷堆採用石墨作慢化劑和結構材料帶來一定的困難。石墨的氧化既能造成石墨部件的損壞，又會使碳在熱交換迴路的冷端沉積，影響傳熱效率，因此高溫氣冷堆中，冷卻劑氦氣中的氧和水蒸氣含量必須嚴格控制。金屬鈹和氧化鈹是良好的慢化劑。金屬鈹的化學性質比較活潑，室溫下就開始與氧反應，但在表面形成緻密的氧化膜後氧化反應逐漸減慢；150℃以下鈹在純水中穩定,水溫升高則表面生成暗色氧化膜,300℃以上腐蝕速率迅速增高。氧化鈹在高溫下具有良好的化學穩定性。
結構材料
反應堆的結構材料有鋁、鎂、鋯、鉬、不鏽鋼和鎳基合金等。鋁在低溫水中具有良好的抗均勻腐蝕能力，在水的純度比較高的低溫水堆中，高純鋁可用作元件包殼及結構材料;在較高溫度（如150℃）的水中使用時，鋁中必須添加合金元素以提高其抗腐蝕能力。
鎂是活潑金屬,但是magnox合金(鎂與鋁、鈹、鈷的合金)具有抗氧化性，在500℃的二氧化碳中很穩定,在二氧化碳氣冷堆中用作金屬鈾的元件包殼材料。鋯在水中的腐蝕與水的溫度和鋯材料中雜質的含量有關，在水溫度高於400℃時，腐蝕速率明顯加快，鋯中少量（約0.01％）的氮會使鋯的抗腐蝕性能降低很多;鋯合金－2（含少量錫、鉻、鎳、鐵的鋯合金）具有良好的抗腐蝕性能，它表面上形成的氧化膜非常穩定，可阻止繼續氧化，鋯合金－2已普遍在壓水和沸水動力堆中用作包殼材料;鋯合金－2吸氫後變脆，為減少吸氫量,可增加合金的鐵含量，含鐵量高的鋯合金－4的吸氫量比鋯合金－2少1/2～3/4。
鉬是很有前途的高溫結構材料，但是微量雜質的存在會使鉬在焊接後變脆，限制了使用。
不鏽鋼是反應堆中使用最廣泛的結構材料，與其他材料的相容性較好，在水中可在500℃以下使用，在含氧為10ppm以下的液態鈉中可在650℃以下使用，在二氧化碳和氦中可在800℃以下使用。鎳基合金的突出優點是耐熔融氟化物的腐蝕，哈斯特洛伊耐蝕鎳基合金(Hastelly-N)可作為熔鹽堆的結構材料。
