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本申请提出一种燃料芯块的制备方法,包括:将纳米级TaC粉末、纳米级NbC粉末、纳米级UC粉末、硬脂酸锌和铀粉混合后进行球磨处理,得到UC?NbC?TaC?U混合粉末;将UC?NbC?TaC?U混合粉末进行热压烧结处理,得到初始燃料芯块;在通入流动氢气的情况下,将初始燃料芯块在第一温度下反应第一时长以去除游离碳,得到(U,Nb,Ta)C四元燃料芯块,其中,第一温度大于1200℃。