在水冷反應(yīng)堆中，可想象的最嚴(yán)重事故是一回路高壓的直接后果。然而，快中子堆并不需要高壓，對(duì)最大可能事故的研究應(yīng)是探討壓力容器破裂以外的一些事件。德裔美國(guó)科學(xué)家漢斯•貝特(Hans Bethe)對(duì)第一座增殖堆堆芯提出如下意見(jiàn)：在這種堆型的堆芯中，由于燃料濃縮度高，堆中燃料組件的配置并不是“反應(yīng)性”最大的配置，即不是那種可能產(chǎn)生最大功率的配置?？梢栽O(shè)想，隨事故而產(chǎn)生的堆芯結(jié)構(gòu)變化可能形成更具反應(yīng)性的構(gòu)形。這種情況完全不同于在慢中子反應(yīng)堆中所遇到的情況，慢中子反應(yīng)堆堆芯的任何變化或變形將導(dǎo)致功率下降。事實(shí)上，這就是1955年發(fā)生在愛(ài)達(dá)荷州阿科(Arco)實(shí)驗(yàn)增殖堆一1小型快中子增殖試驗(yàn)堆上的情況。燃料組件彎曲如此之大，以致它們的中心部分緊緊地靠在一起，由此而產(chǎn)生的功率升高引起這座反應(yīng)堆嚴(yán)重?fù)p壞。

      在這起事故后，改進(jìn)了燃料和堆芯設(shè)計(jì)，以確保燃料組件之間有足夠的間距。這樣，在超鳳凰堆上，鈾和钚氧化物混合的芯塊燃料制成直徑為6毫米，它們被堆放在不銹鋼管內(nèi)。這些管子或稱作“燃料細(xì)棒”兩端用剛性柵格組件保持其位置，并在每個(gè)細(xì)棒上繞上螺旋狀鋼絲使之分開(kāi)。燃料細(xì)棒的棒束被封裝在垂直的鋼外套中。后者的圓柱形底封帶有鈉人口孔板。這些組件并列配置，形成直徑3米的堆芯。堆芯的緊固系統(tǒng)在運(yùn)行溫度下保證徑向支撐。每個(gè)組件的底部被插入下端可定位的鋼板上。堆芯如果變形可使燃料組件成扇狀散開(kāi)，達(dá)到彼此分開(kāi)的目的。

      1963年，在底特律附近恩•費(fèi)米一1反應(yīng)堆發(fā)生事故之后，對(duì)鈉入口設(shè)計(jì)作了多方面的改進(jìn)。這是一座日、美私營(yíng)公司合作建造的鈉冷快中子堆。在設(shè)計(jì)階段對(duì)反應(yīng)堆容器熱屏蔽作了修后，一塊板在運(yùn)行中松動(dòng)，落在鈉人口板底面以下，使一些燃料組件受到堵塞。由于缺少冷卻劑，一些燃料元件局部熔化，結(jié)果是反應(yīng)堆功率下降，而不是人們所擔(dān)心的增加。這座反應(yīng)堆被停堆并進(jìn)行維修。它于1970年重新服役，并一直運(yùn)行到1971年它的燃料消耗掉為止。

      汲取了這次事故的教訓(xùn)，對(duì)防止失去冷卻劑的措施成為研究更加緊迫的重點(diǎn)。費(fèi)米堆事故是超鳳凰堆設(shè)計(jì)中對(duì)每個(gè)燃料組件采取獨(dú)立鈉供應(yīng)的原因，鈉流量可依燃料組件釋放的能量大小加以調(diào)整。所有組件的底部都插入一個(gè)充滿鈉的圓柱形容器；四臺(tái)泵保持鈉從周邊區(qū)域向中心流動(dòng)。組件底部的堵塞已不再可能，因?yàn)闉楸苊庋醮锓e累，鈉是連續(xù)不斷純化的，因而很難設(shè)想會(huì)發(fā)生失去冷卻劑事故。

      不過(guò)，人們?nèi)匀粚?duì)這種超鳳凰堆容器的設(shè)計(jì)設(shè)想了這樣一種事故。曾假定，所有四臺(tái)泵同時(shí)失效，而且反應(yīng)堆的3套事故保護(hù)停堆系統(tǒng)都不能起作用。人們認(rèn)為，這種事故將因功率突然上升導(dǎo)致燃料熔化，局部鈉沸騰。盡管如此，由于燃料的固有性質(zhì)和存在鈾—238，這種功率突然上升將被立即阻止。為研究熔融的氧化鈾與鈉冷卻劑之間的劇烈反應(yīng)，曾做過(guò)一些實(shí)驗(yàn)。盡管從實(shí)驗(yàn)設(shè)施獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果再次令人放心，但這種事故釋放的大部分能量還是被認(rèn)為會(huì)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，并據(jù)此設(shè)計(jì)了這種反應(yīng)堆。主容器，封裝主容器的安全容器，以及懸掛這兩個(gè)容器的頂板都設(shè)計(jì)成能承受事故工況。盡管如此，有人設(shè)想在事故工況下頂板可能失效，而且鈉可能起火。因此，提供了一個(gè)安全殼罩以限制空氣供給，悶熄火焰，以及防止有害產(chǎn)物的逸出。 

超鳳凰快中子增殖堆模擬燃料組件：超鳳凰堆芯裝有364個(gè)燃料組件，每個(gè)組件由271根直徑為8.5毫米、長(zhǎng)度為5.4米的不銹鈾細(xì)棒組成。每個(gè)組件重590公斤，封裝在六解形不銹外套中，在處套底面上裝有鈉入口孔板。 

超鳳凰堆在堆芯試裝料過(guò)程中插入模擬燃料組件：作為在超鳳凰堆上運(yùn)行前試驗(yàn)的一部分，全尺寸模擬鈾制燃料組件被裝入堆芯。模擬組件是為了產(chǎn)生同實(shí)際組件是為了產(chǎn)生同實(shí)際組件相同的壓隆和相同的鈉流陰力而設(shè)計(jì)的。反應(yīng)堆隨后注入液態(tài)鈉，一回路起動(dòng)。在這次試運(yùn)行過(guò)程中，探測(cè)到其中一個(gè)內(nèi)部構(gòu)件的異常振動(dòng)，這個(gè)內(nèi)部構(gòu)件在反應(yīng)堆開(kāi)始正常運(yùn)行前已作了修改。然后，用真實(shí)組件代替模擬組件并用通常的裝載系統(tǒng)將其插入注滿鈉的堆芯中。圖上可看到一位反術(shù)人員在將一個(gè)燃料組件的底部導(dǎo)入支撐堆芯的柵板頂部。