本发明公开了一种核燃料棒与中心冷却热管的嵌套一体化结构，包括中心冷却热管、正六面柱体结构的核燃料棒，中心冷却管的蒸发段置于所述核燃料棒中部的芯孔中。中心冷却管自内向外依次为中心蒸汽区、孔隙率为0.69的多孔吸液芯、液态环腔、管壁。中心蒸汽区在轴向上自底部到顶部依次包括蒸发段、绝热段、冷凝段，蒸发段的长度与核燃料棒的长度一致。核燃料棒的内部为燃料芯块、外部为包壳，中心冷却热管的蒸发段的管壁与核燃料棒芯孔内侧的包壳设计为一体。燃料芯块与包壳之间留有0.1mm的间隙。布局紧凑、安全性高、可靠性好，特别适用于空间核反应堆以及其他特殊用途的小型核反应堆。
