技術特征：

1.一種燃料元件，其為球體，由內而外依次為同心的燃料層、無燃料層和外殼層；所述的無燃料層的材料為本領域常規(guī)的基體材料。

2.如權利要求1所述的燃料元件，其特征在于，所述的燃料層為球體；

和/或，所述的燃料層包括基體材料和包覆燃料顆粒；

和/或，所述的燃料元件的直徑為3cm、4cm或6cm；

和/或，所述的燃料層、所述的無燃料層和所述的外殼層的半徑為表A中任一方案；

表A

和/或，所述的燃料元件的體密度小于等于1.70g/cm³。

3.如權利要求2所述的燃料元件，其特征在于，所述的燃料層由所述的基體材料和所述的包覆燃料顆粒組成；

和/或，所述的包覆燃料顆粒為TRISO燃料顆粒；

和/或，所述的包覆燃料顆粒均勻分布于所述的燃料層；

和/或，所述的包覆燃料顆粒與所述的燃料層的體積百分比為0％-40％、但不為0％；

和/或，所述的燃料層中，所述的基體材料為中間相炭微球和/或基體石墨粉經炭化、純化制得的材料。

4.如權利要求3所述的燃料元件，其特征在于，所述的包覆燃料顆粒與所述的燃料層的體積百分比為7％-30％；

和/或，所述的中間相炭微球的參數為：平均粒徑為3.2μm、密度為1.4～1.5g/cm³，碳含量為93wt％-95wt％，氫含量為4wt％-5wt％；

和/或，所述的中間相炭微球的參數為：熱處理期間保持球形不熔融，隨熱處理溫度升高，氫量下降，600℃以下呈中間相結構，700℃以上為固體， 在500-1000℃期間，密度由1.5g/cm³增大至1.9g/cm³；

和/或，以質量百分比計，所述的基體石墨粉包括55～65％天然鱗片石墨、15～20％人造石墨和15～25％粘結劑；

和/或，所述的炭化的溫度為600-1000℃；

和/或，所述的純化的溫度為1850-1950℃。

5.如權利要求4所述的燃料元件，其特征在于，所述的天然鱗片石墨的參數為：松裝密度為0.52-0.53g/cm³，粒度D50為19-23μm，水份為0.02％，真密度為2.258-2.275g/cm³；

和/或，所述的人造石墨的參數為：松裝密度為0.55g/cm³，粒度D50為18-22μm，水份為0.02％，真密度為2.235-2.258g/cm³；

和/或，所述的粘結劑為煤焦油、煤瀝青、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、蒽油、中間相瀝青和酚醛樹脂中的一種或多種；

和/或，所述的基體石墨粉包括64％所述的天然鱗片石墨、16％所述的人造石墨和20％所述的粘結劑；

和/或，所述的基體石墨粉由所述的天然鱗片石墨、所述的人造石墨和所述的粘結劑組成；

和/或，所述的基體石墨粉還包括中間相炭微球；

和/或，所述的炭化的溫度為800℃。

6.如權利要求5所述的燃料元件，其特征在于，所述的中間相瀝青為購自三菱瓦斯化學株式會社的萘基中間相瀝青；

和/或，所述的中間相瀝青的參數為：軟化點260℃；

和/或，所述的酚醛樹脂的型號為PF211；

和/或，所述的酚醛樹脂為粉末狀酚醛樹脂；

和/或，所述的酚醛樹脂為熱塑性酚醛樹脂；

和/或，所述的酚醛樹脂的參數為：分子量690，軟化點101℃，熔點97℃，pH值為6，殘?zhí)苛?0wt％，灰度為1ppm；

和/或，以質量百分比計，所述的基體石墨粉包括55-65％所述的天然鱗 片石墨、5-15％所述的人造石墨、15-25％所述的粘結劑和5-10％所述的中間相炭微球；

和/或，所述的基體石墨粉由所述的天然鱗片石墨、所述的人造石墨、所述的粘結劑和所述的中間相炭微球組成。

7.如權利要求1所述的燃料元件，其特征在于，所述的無燃料層的材料為權利要求3～6中任一項所述的中間相炭微球和/或基體石墨粉經炭化、純化制得的材料；

和/或，所述的外殼層的材料為權利要求3～6中任一項所述的中間相炭微球和/或基體石墨粉經炭化純化制得的材料、金屬材料或陶瓷材料。

8.一種如權利要求1～7中任一項所述的燃料元件的制備方法，其包括下述步驟：

(1)由內而外，依次包覆所述的燃料層的原料、所述的無燃料層的原料、所述的外殼層的原料，得到燃料元件坯體；

(2)將所述的步驟(1)制得的燃料元件坯體進行炭化、純化，得到燃料元件即可。

9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，在所述的步驟(1)中，當所述的燃料層由所述的包覆燃料顆粒和所述的中間相炭微球經炭化、純化制得的材料組成時，所述的燃料層的原料為包覆燃料顆粒和中間相炭微球；

和/或，在所述的步驟(1)中，當所述的無燃料層的材料為所述的基體石墨粉經炭化、純化制得的材料時，所述的無燃料層的原料為基體石墨粉；

和/或，在所述的步驟(1)中，當所述的外殼層的材料為所述的基體石墨粉經炭化、純化制得的材料時，所述的外殼層的原料為基體石墨粉；

和/或，在所述的步驟(1)中，所述的燃料層的原料的包覆方法、所述的無燃料層的原料的包覆方法和所述的外殼層的原料的包覆方法獨立地為準等靜壓法、化學氣相沉積法或化學液相浸滲法；

和/或，在所述的步驟(1)中，在包覆所述的無燃料層的原料之后、包覆所述的外殼層的原料之前，還包括炭化步驟；所述的炭化的溫度為600℃ ～1000℃；

和/或，在所述的步驟(2)中，所述的炭化的溫度為600℃～1000℃；

和/或，在所述的步驟(2)中，所述的純化的溫度為1850℃～1950℃。

10.一種如權利要求1～7中任一項所述的燃料元件在反應堆中的應用。