冷卻劑是把反應堆堆芯核燃料裂變釋放出來的能量帶出反應堆的介質。對反應堆冷卻劑，除要求滿足一般熱工、水力學性能外，主要要求熱中子吸收截面小、感生放射性弱、輻照穩定性好并與反應堆結構材料有好的相容性。熱中子反應堆常用的冷卻劑有輕水、重水、二氧化碳、氦氣等。快中子增殖堆用液態金屬鈉、鉀及其合金作冷卻劑。
冷卻劑是也是一種流過或環繞某個系統來防止該系統過熱的流體。它通過將該系統產生的熱量傳導到其他的系統來使用或消耗熱量。
介紹
冷卻劑又稱載熱劑（heat-carryingAgent）。用來冷卻堆內燃料元件并將燃料裂變時所發出的熱量帶出堆外的物質。快堆中常用液態金屬鈉和鈉鉀合金作冷卻劑。冷卻劑應有良好的導熱性能和小的中子吸收截面，它與結構材料應有良好的相容性。冷卻劑的化學穩定性要好，能在較高的溫度下工作，以獲得較高的熱效率，價格應該便宜，使用安全。有時冷卻劑和慢化劑用同一種物質。冷卻劑將堆芯熱量帶出堆外以供利用，本身被冷卻返回堆內重新循環。在工業應用中，熱傳導液（HeatTransferFluid）是更為常用的術語，而冷卻劑則是在汽車行業以及暖通空調系統（HVAC）更為常見的叫法。冷卻劑在熱力學循環中既可以維持其原本的物質狀態（比如，氣體或液體），也可以經歷相變（改變原本的物質狀態），相變過程中潛熱的存在使得冷卻劑的效率更高。
性能要求
理想的冷卻劑應具有以下性能：
（1）良好的核特性，即中子吸收截面小，因輻照面形成的感生放射性弱。
（2）良好的熱物理性能，比熱大，導熱系數大，熔點低，沸點高，飽和壓力宜低。
（3）密度高、粘度小。
（4）良好的輻照穩定性和熱穩定性，與結構材料的相容性要好（即不致發生使結構材料性能變壞的物理作用或化學反應），成本低，使用方便等。
冷卻劑的作用
維持設備正常運行溫度
在發動機、電子設備等工作過程中，會產生大量的熱量。如果不及時將這些熱量帶走，設備溫度會升高，可能導致性能下降、損壞甚至發生危險。冷卻劑能夠有效地將熱量從設備中帶走，維持設備在適宜的工作溫度范圍內。
保護設備
冷卻劑可以防止設備因過熱而損壞。例如，在G4FG發動機中，冷卻劑可以防止發動機過熱，延長發動機的使用壽命。同時，一些冷卻劑還具有防銹、防腐等功能，能夠保護設備免受腐蝕。
提高設備效率
適宜的工作溫度可以提高設備的效率。例如，在電子設備中，過高的溫度會導致電子元件性能下降，而通過冷卻劑將溫度控制在合理范圍內，可以提高電子設備的運行速度和穩定性。
氣體冷卻劑
氦氣的中子吸收截面小、不腐蝕設備，且具有優良的傳熱性能，但價格高、泄漏大，適用于高溫氣冷堆和快中子堆。二氧化碳則在馬格諾克斯反應堆與改進型氣冷反應堆中作為冷卻劑使用。惰性氣體在氣冷反應堆中被用作冷卻劑，氦氣較不易吸收中子而變得具有放射性。
冷卻劑的選擇因素
1.冷卻性能：冷卻劑的熱傳導性能、比熱容等因素決定了其冷卻性能的好壞。一般來說，熱傳導性能好、比熱容大的冷卻劑能夠更快地帶走熱量。
2.工作溫度范圍：不同的設備在不同的工作環境下，對冷卻劑的工作溫度范圍有不同的要求。例如，在寒冷地區，冷卻劑需要具有較低的凝固點；在高溫環境下，冷卻劑需要具有較高的沸點。
3.化學穩定性：冷卻劑應具有良好的化學穩定性，不易與設備中的其他物質發生反應。否則，可能會導致冷卻劑變質、腐蝕設備等問題。
4.環保性：隨著環保意識的提高，冷卻劑的環保性也成為一個重要的考慮因素。一些冷卻劑可能對環境造成污染，因此在選擇冷卻劑時，應盡量選擇環保型冷卻劑。
5.成本：冷卻劑的成本也是一個需要考慮的因素。不同類型的冷卻劑成本差異較大，應根據實際情況選擇合適的冷卻劑。
液體冷卻劑
水具有良好的熱物理性能，價廉、使用方便，且所需泵送功率小，故以水作慢化劑和冷卻劑的輕水堆獲得了迅速發展。重水核特性雖比水好，但價格昂貴，以致使用受到限制。鈉的熱物理性能好，但對熱中子吸收截面大，只適用于快中子堆。最常見的冷卻液是水，通常會加入緩蝕劑與防凍劑等添加劑以提高性能。防凍劑是一種有機化合物的溶劑，常在水的使用環境低于零度或需要提高沸點的情況中使用。去離子水因其低導電性常被用作電子電氣設備的冷卻液。丙二醇（PAG）則被用作高溫，熱穩定，抗氧化的熱傳導液。油因具有高于水的沸點，常在無法使用水的情況下作為冷卻液使用。礦物油因其絕緣性常在浸沒式液體冷卻電腦系統中使用。硅油與氟油（如fluorinert）的優點在于他們的廣譜使用溫度，缺點則在于高價。變壓器油作為冷卻液以及絕緣體在高功率變壓器中使用。燃油在引擎中常被用作冷卻液，低溫狀態的燃料流經引擎的某些部分以吸收廢熱來預熱。氟利昂常在浸沒式液冷的電器件中使用。制冷劑是一種通過在液體與氣體間相變來降低溫度的冷卻液，鹵代甲烷如二氟二氯甲烷（R-12）和二氟一氯甲烷（R-22）常作為制冷劑使用，但是由于其對環境產生的影響，正在被其他種類的鹵代甲所取代。液氨常在大型商用系統中使用，二氧化硫則在早期的冰箱中使用。二氧化碳（R-744）在汽車內部溫度控制，家用空調，商用制冷，以及自動販賣機中作為工作流體使用。
參考資料 >