创新：用中国的技术建设中国的反应堆
1987年，高温气冷堆被列入国家“863”计划，经过四年的努力，核研院的工程技术人员完成了全部43项子课题的研究，其中15项达到了国际水平、27项达到了国内先进水平。1992年3月，国务院批准在清华大学核研院建造一座热功率为10兆瓦的高温气冷实验反应堆。
虽然有建设屏蔽试验反应堆和低温核供热实验反应堆的经验，但建设高温气冷实验反应堆依然存在着相当多未知的技术。为了建设这座核反应堆，核研院人付出了汗水、辛劳、假日，甚至是生命：佟允宪教授、郭人俊教授都在建堆过程中积劳成疾，离我们而去。但所有的付出都是为了这座实验反应堆的建设，所有的付出都是为了中国能够拥有自己的先进核能技术。
在高温气冷实验反应堆的建设过程中，核研院的技术人员曾面临着这样的选择：高温气冷实验反应堆的部分技术和元件都可以在德国和俄罗斯引进，这样既不会有种种辛劳与痛苦，也可以更早地实现堆的运行，但引进永远只能慢半拍地跟在其他国家后面亦步亦趋。
为了实现技术的自主化，核研院的技术人员开始了艰苦的创新历程。
“10兆瓦高温气冷实验反应堆”采用的是“球床”设计，因此关键技术之一就是燃料“球”的生产。这些微小的核燃料“球”弥漫在石墨中组成燃料元件。这种元件是保证高温堆具有优异安全性的最核心技术。
制作“球”（全称为“包覆颗粒”）要先把核燃料制成直径0.5毫米的核芯，再在其外面包上四层包覆层，每层只有几十微米厚，而且要严格控制每层的厚度、密度和各向同心性，最后制成的球形颗粒直径只有0.9毫米。八千个这样的小颗粒均匀弥散在直径5厘米的石墨基体里，再在其外部围上一层厚5毫米的石墨球壳，才能制成直径6厘米的球形燃料元件。制造工序达36道，半成品、成品检验的性能指标34项，包覆颗粒制造不合格率要求小于万分之一，只要有一项性能不合格，这批产品就不能出厂。
为了研制这样一个小“球”，核研院花了十几年的心血。从实验室研究到生产规模试验，从小规模的工艺试验到建立规范化的工艺流程，从经受辐照考验到正式批量生产，最后超额生产出两万多个球形燃料元件产品，整个生产流程全部采用我国自主研发的全凝胶法、化学气相沉积法、准等静压法等制备工艺，包覆燃料颗粒的不合格率达到十万分之五以下，产品质量达到最先进的德国后期制造水平，其指标可满足商用核电站的要求。
“球”制作后，如何在反应堆不停堆、无放射性的条件下维护反应堆，成为另一个重要问题。10兆瓦高温气冷实验反应堆采取了一种新的球形燃料元件输送形式，利用脉冲气流让燃料元件从卸料管中一个一个地排出。就好像用风给一个个“球”向下的外力，使其逐个滚落，不用停止反应堆就可以拆卸维修。而为了让小“球”顺利下落，燃料元件装卸系统研制课题组研制了十多年，先后建立了颇具规模的冷实验和热实验两个台架，冷实验做了十几万次，热实验又运行了几万个球。专家在这套系统的鉴定中这样写道：“该装置是世界上第一套用脉冲气动方法实现从卸料管球床中单列化排出燃料元件的装置，在结构设计上有创新，在技术上有突破，居世界领先水平。”
为了确保安全性，10兆瓦高温气冷实验反应堆的设计还采用了全数字化技术进行控制。