一顆採用TRISO結構的核燃料球，直徑約6 cm，含有一萬多克顆粒和7克核燃料。被石墨包覆的結構在有效解決了核燃料的安全性問題的同時，提高了核燃料的利用率。隨著以清華大學主導的高溫氣冷反應堆——HTR-10示範堆在山東石島灣核電站的建成，我國開啟了核能商用新時代。
蘊含巨大能量的核燃料，是核電站穩定運行的物質基礎，但上世紀的車諾比事故和幾年前的福島核電站事故給核電發展蒙上了陰影。為核電站設計選擇安全可靠的燃料成為擺在核物理學家和核電站設計者面前的重要課題，TRISO型包覆燃料的設計和成功應用無疑為核電發展打開了一扇大門，為我國的核電發展以及能源結構的改善帶來了曙光。
經濟社會的發展帶來用電量的激增，傳統火力發電對環境危害大，改變能源結構，促進綠色發展已然成為國家戰略。雖然在我國，火力發電仍然是主流發電方式，但風力發電、水力發電、核能發電等新型發電方式也在悄然改變著我國的能源結構。
從燃料結構入手，讓核能安全便宜
在多種新型發電方式中，核能發電以經濟成本穩定、汙染小、受限條件少等特性成為各國爭相大力發展的對象，經過幾十年的發展，我國核能發電技術漸漸走向成熟，核能發電成本下降，越來越多的原子核中的能量流向平民百姓家。
核電發展初期，人們談核色變，對核電站的安全性提出廣泛質疑，除此之外，核燃料的穩定供應成為制約核電發展的一大約束。反應堆所用的燃料有鈾裂變燃料和殖燃料，但我國的鈾、釷資源儲量差距巨大，鈾儲量只有釷儲量的六分之一，且大部分是不能直接利用的貧鈾。
燃料可在熱中子反應堆中實現較高的轉換增殖，為了解決熱中子反應堆的穩定運行問題，提高釷燃料的利用率，緩解我國核燃料儲量窘境，中國科學院在2011年啟動實施了「未來現金核裂變能——基熔鹽堆核能系統」（Thorium Molten Salt Reactor）TMSR戰略性先導科技專項，採用三結構同向性型（TRISO）包覆顆粒球形元件的固態燃料熔鹽堆是TMSR專項中的一個重要堆型。
包覆顆粒燃料元件有球形和柱形兩種基本類型。目前發展較為成熟的球形燃料元件直徑為6cm，分為燃料區和非燃料區，燃料區直徑5cm，燃料區和非燃料區的基體材料相同，都是由64%天然石墨粉、16%的人造石墨粉和20%的粘結劑酚醛樹脂製成。
在三結構同向性型（簡稱TRISO）球形燃料元件中，核燃料均勻分散在燃料區的基體石墨中，由於TRISO燃料元件的高穩定性，有效改善了反應堆的安全性和經濟性問題，同時極大提高了核燃料利用率，成為推動新一代核電站穩定運行的重要基石，也成為可再生能源領域的規則改變者。
坊間有很多關於TRISO燃料元件的傳言，而且看似都理由充分。這些元件有一個燃料內核，被三層隔離層包圍，設計用於承受高達1600攝氏度的高溫和高壓，即使在最壞的情況下也能有效避免核燃料的洩漏。
在每個TRISO元件的核心，有一個由鈾（釷）、碳和氧組成的燃料核，由防止放射性裂變產物釋放的材料包裹。
是時候讓談核色變遠走高飛了
由於核電站的運行需要大量的水，因此我國的核電站多建在東部沿海，而在核電站附近居住的居民或多或少都會產生對核電站安全性的擔憂，民眾的反對是核電發展早期的一大阻礙，2011年福島核電站事故將反對之聲推向高峰。
即使公眾輿論此起彼伏，科學家們也是力排眾議，大力支持發展核能，主要原因很簡單：它很清潔乾淨，所謂乾淨，是對環境而言，核電站的運行不會產生汙染性氣體。
在美國，核能提供了20%的電力；在法國，58臺核電機組提供了75%的清潔電力，而在我國，這一數字還不到5%。
人人都知道發生於1986年的車諾比核電站事故，造成了巨大生命財產損失，HBO的同名系列節目讓這個事件再次進入人們的目光，事故的慘烈觸目驚心，引發了更多對核能的反對。如果你問大多數人，他們會告訴你住在核電站附近會不舒服。
但是這個立場是合理的嗎？
車諾比是一個所謂的RBMK型反應堆，最古老的商業反應堆設計。目前仍有10座這樣的反應堆在運行，但它們都在俄羅斯，而且沒有新的反應堆正在建設中，以後肯定也不會有。
在福島核電站事故之後，核電站的設計者們對安全性問題更加重視，現代化反應堆被設計用來防止類似的悲劇發生。這樣的災難幾乎不可能再次發生。儘管事實上，當車諾比事故發生前，人們也認為這幾乎是不可能的。
改進的機制使現代化反應堆極其安全，但它們絕對安全嗎？
簡而言之，沒有辦法預見事故的所有可能原因。誰知道明天和意外哪個先來，我們本就活在一個不確定性社會中。
福島核事故是自車諾比事故以來唯一的另一場重大核電站事故，一系列極端和不可預見的事件導致了這場災難。一場9.0級的地震(有記錄以來最大的一次)產生了15米高的海嘯，淹沒了核電站5.7米的海堤。
突如其來的海水淹沒了工廠的地下室，導致應急發電機癱瘓。雖然有備用發電機，但容納它們的建築也被淹沒。電廠控制系統的電源被轉換成了電池，但是由於路況不佳，應急電源無法及時投入使用。
福島核電站事故沒有車諾比那次那麼嚴重，但它表明，即使在現代，也不是沒有核安全問題。這就是TRISO的由來。
安全核燃料讓核電更安全
任何核反應堆的主要安全問題都是核燃料熔毀，TRISO的主要優勢正是足以應對這一問題。
TRISO燃料元件的多層防護結構不僅能防止放射性裂變產物的釋放，還能抵抗中子輻射、腐蝕、氧化和高溫——這些是核反應堆中最常見的風險來源。
對於TRISO球形燃料元件的早期輻照測試表明：其可暴露在高達1800攝氏度的溫度下超過300小時而不發生熔毀，並仍能繼續被用做核燃料，這些測試超出了高溫氣冷反應堆預計的最壞情況事故條件。
TRISO燃料元件輻照後核燃料在如此高的溫度下保留裂變的能力，直接轉化為反應堆安全性的提高，這類測試數據是反應堆設計和反應堆許可的重要數據。
TRISO燃料元件最初是在20世紀60年代在英國開發的，是龍反應堆項目的一部分——一個實驗性的高溫氣冷反應堆。到2002年，美國能源部投入了大量的精力來改進TRISO燃料，結果開始顯現。到2009年，經過改進的TRISO燃料在愛達荷國家實驗室(INL)進行的三年測試中達到了19%的最大燃耗，創下了世界紀錄——比目前輕水燃料的燃耗高出三倍。
燃耗是核燃料燃耗的簡稱，是對反應堆中核燃料消耗的度量，燃耗越大，表明核燃料利用得越充分。
19%的最大燃耗證明了TRISO反應堆的反應效率和長壽命能力。
TRISO也不是什麼牽強附會的新技術，它已經投入商用
有兩個實驗反應堆已經使用了TRISO燃料壓縮體：我國清華大學的HTR-10實驗堆和日本的高溫工程試驗反應堆。美國能源部的先進反應堆技術(ART)項目也在進行先進的TRISO燃料研究，世界各地的各種項目已經在開發使用TRISO型燃料的高溫熔鹽核反應堆。
位於山東省榮成市的石島灣核電站，正是我國第一座模塊式高溫氣冷反應堆——HTR-10示範堆的落成之地，多年籌建和建設，已投入使用。石島灣核電站每年需要30萬個燃料球才能保證其穩定持續運行。
新型反應堆的建成推進意味著核電站規劃方式的轉變：從為整個城市供電的大型核電廠，到體積更小、更堅固的反應堆，為更小的區域供電，而不會帶來任何風險。
不僅僅是常規核反應堆，TRISO是一種強健的燃料元件形式，非常適合軍事和太空應用，有可能為太空探索打開新的大門。
核能的經濟可行性仍然是一個問題，但TRISO燃料元件可以解決一些核能的長期性安全問題，提供清潔可靠的能源。或許，有了這些球形核燃料，核能可能最終會在清潔能源方面佔據重要席位。