在由于某些原因從外部引入反應(yīng)性，使中子通量增加（核燃料、冷卻劑溫度上升）的情況下，反應(yīng)堆本身具有防止核反應(yīng)失控的工作特性。我們稱這種特性為固有的安全性。固有特性來自反應(yīng)堆本身所具有的負反應(yīng)性溫度效應(yīng)、空泡效應(yīng)、多普勒效應(yīng)、氙和釤的積累和核燃料的燃耗等。
反應(yīng)堆內(nèi)各部分溫度升高而再生系數(shù)K變小的現(xiàn)象稱為負反應(yīng)性溫度效應(yīng)，對反應(yīng)堆的穩(wěn)定性和安全性起決定作用。
反應(yīng)堆冷卻劑中，特別是在沸水堆中產(chǎn)生的蒸汽泡，隨功率增長而加大，從而造成相當大的負泡系數(shù)，使反應(yīng)性下降，這個效應(yīng)叫空泡效應(yīng)，有利于反應(yīng)堆運行的安全。多普勒效應(yīng)是指裂變中產(chǎn)生的快中子在慢化過程中被核燃料吸收的效應(yīng)。它隨燃料本身的溫度變化而有很大的變化。特別重要的是這種效應(yīng)是瞬時的，當燃料溫度上升時，它馬上就起作用。
在裂變產(chǎn)物中積累起來的氙和釤是對反應(yīng)堆毒性很大的元素，這兩種元素很容易吸收熱中子，使堆內(nèi)的熱中子減少，反應(yīng)性也下降。
一般說來，反應(yīng)堆長期運行之后，反應(yīng)性要下降，這是由于燃料的燃耗加深而引起的。
以上這些效應(yīng)，一般都有利于反應(yīng)堆運行的安全，但在一定的條件下，也有不利的一面。
在輕水堆情況下，有三個效應(yīng)是起作用的。第一，由于燃料溫度的上升，鈾－238吸收中子的份額增加，從而使反應(yīng)性有很大的下降（負反應(yīng)性），是多普勒效應(yīng)起了作用；第二，輕水慢化劑溫度升高，其密度變小，中子與慢化劑碰撞的機會減少，中子慢化效果降低，反應(yīng)性減小，負反應(yīng)性溫度效應(yīng)起了作用；第三，輕水冷卻劑溫度升高，就產(chǎn)生氣泡，其道理與第二點相同。由于中子泄漏增加，使反應(yīng)性有很大下降，這就是所謂的空泡效應(yīng)。
在氣冷堆的情況下，由于多普勒效應(yīng)的作用，燃料給出了負的溫度效應(yīng)。另一方面，因為氣冷堆的功率密度低，石墨的熱容量大，所以當發(fā)生事故時，堆芯溫度上升慢，二氧化碳冷卻劑的密度低，即使在冷卻劑喪失的情況下，對反應(yīng)性幾乎也沒有什么影響，功率仍將繼續(xù)上升，這時，要靠快停堆系統(tǒng)來控制。
