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アクチニド元素（Th，U，Puなど）と酸素，炭素，窒素などの軽元素との化合物（セラミックス）を原子炉燃料としたものである．軽水炉や高速炉においては，UO2，（U，Pu）O2燃料が一般に使われている．これは，酸化物が化学的に最も安定なためである．高速炉においては，熱伝導性が良く，増殖性にすぐれた炭化物および窒化物燃料の研究開発が行われている．Th系セラミック燃料は，酸化物あるいは炭化物として高温ガス炉被覆粒子燃料として使われた実績がある．
