这种核燃料球里面最核心的是二氧化铀颗粒，要将这种比铅笔芯还要小的颗粒和反应后产生的产物牢牢地封印起来，最高还要耐受1600℃的高温，包覆颗粒的外壳材材料和制备工艺都是极为困难的。
西德当初将核燃料生产线送给紫光大学后，后者就一直在这种球床堆高温气冷堆技术上进行研发。
德意志在建造的的两座球床堆核高温气冷堆实验堆上面出现了不少的故障，主要的缺陷是一回路被与石墨粉尘混在一起的金属裂变产物严重污染，原本这些核元素是不应该从燃料球里面跑出来的，但是这种德意志设计的球床堆是建立在石墨球流动摩擦力非常小的基础上，但是石墨球在氦气环境下的润滑特性方面研究并不是很透彻。
当两座实验堆在建立起来后一直缺乏在堆芯内设置堆内测量装置，所以无法精确测量出堆内的温度和中子注量率。
当时在实验堆关闭之前都都还没有解决这个测量难题，只能用向反应堆里面内装接近200颗内装一组熔丝的温度监测球来进行温度的测量。
当然，这些监测球只能记录下它们所经历过的最高温度，并不能给出堆芯内燃料球温度的空间与时间分布，而且监测球投放后一年多后才得到第一批报警结果。
对流出堆芯的监测球的检查发现有相当大部分的球内熔丝已经完全熔断，这就表明堆芯局部温度已超过1700多度，远超过先前的计算值。正是如此高的温度让核燃料球里面的核元素跑了出来，如果不解决这种堆芯温度不均匀的问题，给核燃料球包再多的外壳都没用。
为了解决这个问题，紫光大学方面也是进行了研制了一套高温气冷堆堆芯全尺寸球床等效导热系数测量实验装置,可进行静态石墨球床在真空及氦气条件下的等效导热系数测量实验，通过大量的实验也是将球床堆高温气冷堆之前中心体超温情况、升降温过程等建立了理论模型，重新对球床堆的结构重新进行了设计。
另外紫光大学对核燃料球本身也是进行了重新设计研制，这中间紫光大学也是向华兴科技集团公司定制了不少的特殊设备，并且还参与了一些工艺技术的制定。
双方共同开发了一种全陶瓷三重各向同性包覆技术，也是目前最先进的包覆技术。
二氧化铀核芯上要用化学气相沉积法包覆四层材料，最内层是疏松热解碳层，负责吸收气态的核反应产物和缓解应力，其外有两层致密热解碳层和一层碳化硅层。
华兴科技集团公司在高精密加工工艺这方面技术是国内最厉害的，并且为紫光大学提供了高纯度的石墨和碳化硅材料。
通过实验，采用这种包覆工艺后的核芯可以在1800度的高温下持续450个小时的连续考
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