采用弥散型燃料的元件。弥散型燃料是将细颗粒状的核燃料弥散在基体材料中形成的核燃料。核燃料可以是金属铀或二氧化铀等；基体材料可以是铝、不锈钢、锆合金或石墨等。

弥散型燃料的辐照损伤只限于弥散相本身及其邻近区域，基体受损较轻，所以燃耗可以很高。弥散型燃料的热学性能和机械性能与基体材料基本相似 ，通常它有较高的强度和塑性，良好的导热性和抗腐蚀性，能承受较大的热应力。根据弥散型燃料的辐照理论，燃料相的体积含量受到限制，所以必须采用浓缩铀。

美国材料试验堆（MTR）采用以铝为基体的UAI4-AI弥散型燃料元件。常用于压水堆的弥散型燃料有二氧化铀-不锈钢和二氧化铀-锆-2合金两种。因不锈钢的中子吸收截面远比锆-2合金大，故后者是比较理想的弥散型燃料。为防止二氧化铀与锆-2合金在高温下发生化学反应，通常在二氧化铀颗粒表面涂一层金属铌。高温气冷堆采用涂层颗粒燃料弥散在石墨基体中的弥散型燃料元件。