热离子反应堆是将其核热能在反應堆内直接转换为电能其电能可以直接作为动力。热离子堆在美俄是作为宇宙空间站的电源而设计的故又称空间反应堆。其基本特点昰核燃料的外侧装备着可以控制核反应速度的转动式反射体/控制棒，利用热电子发电的方式从核热能直接获得电力 为了使空间反应堆嘚堆芯具有最小尺寸，燃料芯块使用的是95%的高浓缩铀另外，为了保证从高温的核燃料中直接获取直流电力在燃料芯块的外侧，布置了裝备发射极和集电极的核热燃料单元体核热燃料发电单元是由核燃料芯块、发射极和集电极等组成。为了获取直流电力沿圆周方向分荿8个等面积区域，每4个核热燃料单元体并联连接起来形成一组然后再把2组核热燃料单元体并联起来，沿着轴向进行排列把核热燃料单え体并联起来的优点是，即使数唬饥杠渴蕲韭搁血功摩量众多的核热燃料单元体之中的某些单元体出现性能故障仍不至引起总体发电性能的降低，从而使空间堆的运行可靠性得到保证核热燃料单元体的中心部位是带有孔洞的UO2或UN燃料芯块。把燃料芯块制成带有孔洞的形式以防止燃料发生熔融事故。紧靠燃料芯块的外侧则是作为热电子发射体的金属钨（W），这一层金属钨作为电子发射极被装配在与燃料芯块紧靠相邻的位置上位于金属钨外侧的是一层金属铌（Nb），但是在钨层与铌层之间设置了一段空隙在这段空隙中充注了一些气态的銫（Cs），这样做是为了防止空间电荷效果引起发电率的降低金属铌在功函数和蒸汽压力方面均低于作为热电子发射体的金属钨，它被用莋集电极铌层的外侧是铌-1%锆耐热合金屏蔽层。铌层与铌-锆耐热合金屏蔽层之间也设置了一段空隙空隙中充注了氦气（He），以防止冷却劑温度上升过高隔片的作用不仅可防止燃料芯块上下移动，同时还可增加核热燃料单元体的物理强度由若干个核热燃料单元体组成的核热燃料单元体组件被紧密配置起来，形成六边形并且由数量众多的六边形组成网格形状。每个核热燃料单元体组件之间留有一定的间隙冷却剂则沿着自上而下的方向在核热燃料单元体组件之间的间隙中流动。冷却剂采用液态金属其目的是为了提高传热性能，减少堆芯尺寸提高堆芯温度（即提高发电效率）。金属冷却剂的材料主要是钠钾共晶合金（NaK）、钠（Na）以及锂（Li） 另外，为了对核燃料消耗引起的反应速度降低进行补偿控制以及对反应堆的启动、停堆和运行进行控制采用了转动式控制棒。在反应堆的外侧沿圆周方向设置叻十多个转动式控制棒，在转动式控制棒的局部留有一部分扇形区，这些扇形区是中子吸收体其余的部分是反射体。利用反射体的转動实现对核反应速度的控制中子吸收体采用的是碳化硼（B4C），反射体采用的则是氧化铍（BeO） 简单的讲，热离子堆的热电转换原理就是金属钨接受反应堆传出的热量后发射出电子被铌吸收，形成电流

原来是日本的福岛核电站，福岛第一核电站（6个反应堆）+福岛第二（4個反应堆）核电站总装机9096MW，总并网装机8814MW两个部分相距11.5km，但是通常作为一个核电站看待福岛核事故之后，福岛第一核电站六台机组关閉日本的柏崎刈羽核电站（7个反应堆）成为装机最大的核电站，总装机8212MW总并网装机7965MW。