PBMR燃料由已被验证的德国“TRISO”燃料公司来设计。燃料球的结构如图14.3所示。HTR燃料与现在的轻水反应堆所用燃料完全不同。每209g燃料球仅包含9g铀，这些铀是以浓缩二氧化铀的形式存在，核直径为0.5mm，与打印的句号一般大小。这些是反应堆中最大的铀。初始装载的燃料中含有浓缩到4.4%的铀-235颗粒。随后装载的燃料将会含9.6%的浓缩铀-235颗粒。
图14.3 “TRISO”燃料球
0.5mm的内核外部被依次覆盖上多孔碳和密集的热解碳和碳化硅，最后再覆上一层密集的热解碳。大约15000个这样包覆颗粒，现在直径为0.92mm，跟石墨粉合树脂混合、冷压成直径为50mm的球。这个球将被放置在一个更大的模具中央，模具包含更多的石墨粉和树脂，再次冷压形成一个无铀的外壳，厚度为5mm，包裹着含铀的芯。这种压缩球最终通过机械加工进行光面精整，并逐步加热到1950℃从而使燃料中的树脂混合到碳中，然后对球的材料退火处理以及排出残余气体。包覆颗粒只占成形燃料球体积的5%多一点，剩下的是纯石墨。堆芯中燃料的总数是94t多一点，其中大约4t是浓缩的二氧化铀。
燃料球在德国、俄罗斯、中国都有制造，现在南非也可以制造。根据美国的经验，日本人正将包覆颗粒塑造成棒型束而不是燃料球。这些棒将插入一米高的六角石墨燃料块中的垂直孔中，形成30MWeHTR型堆芯。(www.xing528.com)
包覆颗粒中间的内核是通过将饱和铀硝酸盐溶液的液滴下落到氨气中生成氨水柱来制造出来的。这样就将球形液滴转变成了固体重铀酸氨。清洗和干燥后，将形成的球形内核加热使得重铀酸盐转变为二氧化铀。在合适的有机气体条件下，在流化床炉内对内核持续加热，生成的化学蒸汽覆盖内核从而形成涂层。气体在内核热的表面发生撞击，根据需求在内核表面覆盖多孔碳层、热解碳层和碳化硅层。
一直都在使用的这些方法最初是由德国开发的。在制造燃料的时候要尽可能小心，这个燃料与已通过德国JülichAVR反应堆的多年成功运行验证了的燃料一样。燃料的质量控制非常严格。实验室中也证明有大量辐射。在浓缩铀（至少在初期要从俄罗斯进口）的验收测试和成品燃料球的韧性下降测试中，从整个过程中的不同阶段撤回的产品中获取的有代表性的样本来监测67独立的参数。
所有这些工序都已在Pelindaba的实验室圆满完成。这个实验室以前由南非核电公司（Necsa）管理，2005年开始，由PBMR公司管理。现在的目标是学习技术、训练员工最终能够操作这个试制工厂，它将建在Pelindaba。研制出这些方法的德国员工的参与非常宝贵。最终，当PBMR模块从国际生产装配线上下线的时候，将需要自动化水平更高的商业工厂为他们制造燃料。
全功率运行时，平均每个燃料球产生接近900W的热能。在反应堆的整个生命周期中，一个燃料球能产生将近20MW·h的能量，相当于2000L柴油燃料或两吨多的好煤所蕴含的能量。对于核专家来说，初始的燃料燃耗大约为93000MW·d/t铀。
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