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金属铀导热性好、密度高、易于加工。石墨水冷堆、石墨气冷堆和重水堆等生产堆，基本上都采用金属铀燃料元件。这些燃料元件以铝合金或镁合金作包壳材料。
金属铀的缺点是熔点较低、化学性质活泼、在高温水中抗腐蚀性差和辐照稳定性不好。因此，后来在金属铀中加入合金元素以改善其性能，于是出现了铀合金燃料。
