反应堆化学的一个分支。研究反应堆材料（包括核燃料、慢化剂、冷却剂和结构材料等）在反应堆的温度、压力和强辐照条件下的稳定性和相容性等化学问题。铀是主要的核燃料。用作固态燃料的有金属铀、铀合金、二氧化铀和碳化铀。金属铀在空气和水的作用下很容易腐蚀，其腐蚀速率随温度升高而迅速增加；铀合金的抗腐蚀性能比金属铀好；二氧化铀与高温水和水蒸气反应的速率很低，对氢、二氧化碳和氦是惰性的，在600℃下与金属钠的相容性很好；碳化铀的某些物理性能优于二氧化铀，但它容易与水和水蒸气反应。在均匀反应堆中采用液态燃料。硫酸铀酰具有较高的辐照稳定性，它的水溶液是水均匀反应堆的燃料流体；铀233含量为 700～1000ppm的液态铋铀合金是液态金属均匀反应堆的燃料，在腐蚀抑制剂的存在下，液态铋铀合金与含铬碳钢的相容性较好；四氟化铀具有很好的辐照稳定性和热稳定性，它与氟化锂、氟化铍、氟化锆组成的熔盐具有合适的熔点，是熔盐反应堆燃料流体的最佳选择对象。