10兆瓦高温气冷实验反应堆就是由清华大学核研院建设的国家863高技术发展计划项目．高温气冷堆是在以天然铀为燃料、石墨为慢化剂、二氧化碳为冷却剂的气冷堆的基础上，于20世纪60年代开始发展起来的。它采用耐高温的全陶瓷型燃料元件，以具有化学惰性和热工性能良好的氦气做冷却剂，耐高温的石墨材料为慢化剂和堆芯结构材料，是一种先进的反应堆。
首座10兆瓦高温气冷堆
早在20世纪70年代，清华大学核研院的工程技术人员就已开始对高温气冷堆进行探索。1980年初德国科学家提出了新的模块式高温气冷堆的概念，使模块式高温气冷堆具有安全性好，效率高，多用途的特点。清华大学核研院敏锐地认识到，这种堆型代表着国际核能发展的方向，立即开展了前期的探索性研究工作。
1986年，高温气冷堆研究被列入国家863计划。
1992年，国务院批准立项，决定2000年在清华大学核研院建成一座热功率为1万千瓦（10兆瓦）的高温气冷堆。
2000年12月，在科技部、教育部的领导和许多单位的大力支持下，清华大学核研院在建成了10兆瓦高温气冷实验堆，首次达到临界。
2003年1月，该气冷堆实现了72小时满功率并网发电运行。这是世界上第一座投入运行的模块化球床高温气冷堆。
10兆瓦高温气冷实验堆由20多个系统、几百个设备组成，涉及到十几个学科，只有通过系统的集成，才能将这些单个的系统组建成一个完整的可运行的核反应堆系统，才能将各项创新的技术成果变成为一项有应用前景的工程技术。
可将衰变热有效载出
在安全性方面，高温气冷堆采用包覆颗粒燃料，其限值温度高达1600℃；堆芯燃料元件基体材料和四周的石墨反射层均为石墨材料，装量大，热容量很大，在事故工况下能吸收大量的热量；特别是衰变热非能动载出系统借助于热传导、热辐射和自然循环等自然机理，能将衰变热有效的载出。因此在任何事故工况下保证燃料元件的最高温度不超过1600℃的限值温度，燃料元件不会熔化，从而避免裂变产物的大量释放和对环境造成危害。
发电效率可达50%
在效率方面，高温气冷堆的氦气冷却剂可以达到很高的温度。10兆瓦高温气冷堆已经运行在700℃氦气出口温度下，进一步还可以提高到950℃。反应堆的冷却剂温度越高，就可以获得更高的发电效率。当采用蒸汽循环方式时，即由氦冷却剂载出的核能经过蒸汽发生器加热二次侧的水，产生535℃的蒸汽，推动蒸汽轮机发电，发电效率可以达到40%左右，如果由反应堆出来的氦气直接推动氦气透平发电，其发电效率可以达到45%－50%。此外，采用球形燃料的高温气冷堆可以在不中断运行情况下加装核燃料，提高了电厂的可利用率。模块式球床高温气冷堆由于发电效率高，系统简单，利用率高，采用模块化制造，可以在15－30万千瓦的中小型机组规模下具有经济竞争力，特别在干旱缺水地区，可以采用空冷带出衰变热，具有特殊的优越性，因此可以作为我国压水堆核电发展中的一个补充。
项目操作灵活
在用途方面，由于反应堆可以提供950℃的高温热，是良好的高温热源，因此除了高效发电外，还可以用来进行煤的气化和液化，进行制氢、稠油热采、炼钢、化工合成等，可以说它有良好的应用前景。
在经济性方面，高温气冷堆的发电效率高，反应堆可利用率高，冗余设备少，这些都大大提高了其经济性。而这种反应堆采用模块化设计和建造，可以根据市场需要建造一个20万千瓦级的发电模块，也可以把若干模块串联起来组成一个大型发电机组，这进一步提高了经济性，减少了投资风险，在项目动作上具有灵活性。
引起国际核能界广泛关注
高温气冷堆建成后，教育部组织了由十几位院士、专家组成的鉴定委员会对项目进行了鉴定。鉴定意见认为：“10兆瓦高温气冷实验堆的建造成功，标志着我国在高温气冷堆技术领域已达到世界先进水平，是我国自主研究和开发先进核电技术取得的一项重大成果，为我国以及世界核能事业的发展做出了重要的贡献。”
这项成果引起国际核能界的广泛关注，国际上许多研究机构都希望与我国在高温气冷堆一些关键技术方面进行合作。美国核专家曾公开表示：这件事意味着“中国正处在新一轮核能技术发展的中心”。美国等10国集团在2002年底完成的第四代核能系统的技术路线报告中，把高温气冷堆列为优选的先进反应堆堆型之一，并在列举技术基础时多次提到中国的10兆瓦高温气冷堆。
■编者按
后续能源是指技术上可行，经济上合理，环境和社会可以接受，能确保供应和替代常规化石能源的可持续发展能源体系。后续能源包括核能、可再生能源、氢能、燃料电池等，覆盖了除矿物能源以外的几乎所有能源领域。
据有关专家预测，从二○一○年开始，这些能源可望逐步部分地替代石油、煤炭、天然气等矿物能源。
“十五”期间，后续能源技术主题以核能、风能、太阳能、生物质能、氢能、燃料电池为主攻方向，集中力量突破关键技术，获得一批具有自主知识产权的创新性研究成果，为后续能源中的若干重点项目实现产业化提供强大的技术支撑。同时，培养一批高水平的研究人才，建设一批高质量的研发基地，为我国能源结构的多元化打下坚实基础。
