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　　核燃料元件的工作條件可謂是水深火熱——反應堆內是強輻射、高溫、高流速甚至高壓的環境，燃料元件要在正常或異常條件下完好無損，并且要在反應堆內堅持幾年的時間才能卸出。因此，核燃料元件制造的技術含量比較高。對于高溫氣冷堆的球形燃料元件、研究試驗堆的板狀燃料元件等，因為燃料成分不同、元件形態各異，也就分別有了各具特色的制造方法。對于壓水堆核電廠，由低濃縮的六氟化鈾到制造出燃料元件，一般需要經歷四個工序。

　　第一個工序是將六氟化鈾化工轉化為二氧化鈾粉末。最早實現工業規模生產二氧化鈾粉末的工藝是ADU濕法，即將原料六氟化鈾通過汽化、水解、沉淀、干燥為重鈾酸銨（ADU）粉末，然后再通過煅燒分解脫氟還原成二氧化鈾粉末。這種工藝流程較長，產生大量廢水需要處理。后來又發展出了IDR干法，即將原料六氟化鈾在干式轉化爐中與氫氣和水蒸氣反應生成二氧化鈾粉末。這種方法在一臺設備內通過連續操作完成制備，環境污染小。

　　第二個工序是二氧化鈾芯塊的制備。這個過程類似于一般陶瓷的制造工藝，第一個工序制得的二氧化鈾粉末，要進行合批均勻化處理，使不同批次的粉末均勻一致地混合，然后壓制出生坯，放到燒結爐中燒結。燒結是芯塊制備的關鍵工藝。生坯燒結時會發生顯著的收縮，因此在燒結過程中需要優選燒結的氣氛、溫度、時間等條件，對可能發生的收縮精確控制，保證芯塊的尺寸和密度的公差要求。燒結后的芯塊還要經過磨削、水洗和干燥和產品檢驗。

　　第三個工序是鋯合金包殼管的準備。包殼管用來包容燃料芯塊，封閉裂變產物，直接影響著燃料元件的使用壽命。核電發展早期曾使用過鋁合金和鎂合金作為包殼材料，但是禁不住高溫高壓水的腐蝕，逐漸被鋯合金取代。鋯幾乎不會浪費反應堆內的中子，熔點很高，摻入了錫、鎳等元素后熔煉出的合金耐腐蝕性能很好，燃料元件在反應堆內的服役時間不斷攀升。為了提高包殼管的壽命，還要對其表面進行處理，生成一層氧化膜，減少搬運轉移過程中的劃傷污損，降低在反應堆內的腐蝕速率，同時可以根據局部變色進行外觀檢查。

　　第四個工序是燃料棒的組裝。燃料棒的組裝說起來簡單，就是先把鋯合金包殼管的底部通過焊接短塞封好，然后把二氧化鈾芯塊連同壓緊彈簧等裝進去，最后安好上短塞。但是這道工序做起來還是細致活兒，因為芯塊和包殼之間間隙很小，不管是機械化自動裝管還是手工裝管，都要注意避免出現芯塊安裝不到位、不同豐度芯塊混裝、污染包殼管表面等現象，這些都會影響到燃料元件在反應堆內的輻照行為。

　　燃料棒裝入由格架和導向管焊成的骨架中，再與上下管座相連接，就做好了燃料組件，可以放入反應堆內工作了。

　　隨著核電運行經驗的積累，燃料元件的設計更趨合理、性能不斷提高。AP1000反應堆所使用的燃料組件的平均燃耗可以達到上世紀70年代初的3倍。