Ett slutligt beslut om det nya kärnkraftverket vid Hinkley Point, Somerset, skulle kunna tillkännages nästa vecka under Kinas president Xi Jinpings statsbesök.
Säkerhetskällor har berättat för The Times att systemet utgör ett hot mot den nationella säkerheten - och en senior Tory MP har begärt en utredning.
Men nr 10 sa att det inte skulle skriva på avtalet om det trodde att säkerheten var en risk.
Kansler George Osborne har redan aviserat en statlig garanti på 2 miljarder pund för att säkra kinesisk finansiering för kärnkraftverket Hinkley Point C, som ska byggas tillsammans med den franska energijätten EDF till en beräknad kostnad av 24,5 miljarder pund.
Det slutliga klartecken för affären kan tillkännages nästa vecka - banar väg för en andra ny reaktor att byggas av det kinesiska och franska konsortiet i Sizewell, i Suffolk.
Om en överenskommelse nås skulle arbetet kunna inledas med den första kinesiska planerade och byggda kärnreaktorn i Europa, i Bradwell, i Essex, där en tidigare brittiskbyggd reaktor håller på att avvecklas.
Caroline Baylon, en cybersäkerhet specialist på Chatham House tankesmedjan, säger att kinesiska investeringar är en "bra sak" för Storbritannien men "när det gäller mycket känsliga sektorer av ekonomin måste vi vara mycket, mycket försiktig".
Vissa hävdar att Kina inte skulle attackera sina egna kärnkraftverk, berättar hon BBC News, men det skulle kunna få tillgång till brittisk teknik som skulle ge den en inblick i eventuella sårbarheter i kritiska infrastruktursystem.
Kina är "väl känt för cyber-spionage" och, i likhet med andra avancerade nationer, redan söker sådana sårbarheter för att tillåta det att dölja potentiellt skadliga programvara som kan aktiveras senare, säger Ms Baylon, som nyligen medförfattare en rapport om cyber-säkerhet vid civila kärntekniska anläggningar.
Trenden inom den globala kärnkraftsindustrin är mot en nationalisering av kärnkraften, eller åtminstone inköp av komponenter från "vänliga länder", för att skydda kritiska system - men Storbritannien har en mycket "tillåten" inställning till den fråga som kan vara "mycket farlig", varnar hon.
Det finns ett "gentlemans avtal" mellan nationer att inte attackera infrastruktur, men Diana Baylon tillägger att "om den internationella situationen förändras, kan Storbritannien hamna i en svår situation om denna kinesiska överenskommelse går igenom. Dagens allianser är inte morgondagens allianser."
Byggandet av den första reaktorn Hualong One inleddes i maj i den kinesiska Fujianprovinsen, enligt World Nuclear News.
Att få godkännande från de brittiska myndigheterna för utformningen skulle vara ett stort uppsving för Kinas National Nuclear Corporations förhoppningar om att kunna exportera tekniken runt om i världen.
Men ledande brittiska försvars- och säkerhetskällor uppges vara oroade över att det statligt kontrollerade företaget, som hjälpte till att utveckla Kinas kärnvapen, utgör en nationell säkerhetsrisk.
De fruktar "fälldörrar eller bakdörrar" skulle kunna införas i IT-system, vilket gör det möjligt för Peking att kringgå brittiska säkerhetsåtgärder.
David Camerons officiella talesman svarade på oron och sade: "Vi har byrån för kärnsäkerhetsförordningen - som är vår oberoende tillsynsmyndighet på kärnenergiområdet - som har mycket strikta regler när det gäller hur kärnkraftverken drivs och säkerheten runt omkring dem och som har gjort all tillbörlig aktsamhet och är nöjd med saker och ting som de är.
"Men vi kommer att fortsätta att se till att all säkerhet och andra bestämmelser följs hela tiden."
Premiärministerns talesman, som tryckte på varningar från säkerhetstjänsten, sade: "Vi skulle inte ägna oss åt detta tillvägagångssätt om vi kände att det fanns en risk för säkerheten."
Bernard Jenkin, konservativ parlamentsledamot för Harwich och North Essex, där Bradwell anläggningen skulle byggas, har uppmanat regeringen att producera en "omfattande bedömning av de nationella säkerhetskonsekvenserna" av det kinesiska systemet.
Om regeringen inte går med på hans krav, och den gemensamma kommittén för nationell säkerhetsstrategi inte tar upp det, kommer han att bjuda in Commons Public Administration Select Committee, som han är ordförande för, att titta på frågan, berättade han för BBC News.
Han är oroad över att det kinesiska avtalet presenteras som ett "fait accompli" och att George Osborne förhandlar från en "position av svaghet" eftersom "vi har tillåtit vår interna kärnvapenkapacitet att brytas ned".
Han är också oroad över att nya infrastrukturåtaganden kan tillåtas kringgå de vanliga planeringsförfarandena - och att regeringen förbigår nationella säkerhetsproblem eftersom "de inte vill prata om det".
Downing Street dämpar säkerhetsrädslorna när det gäller planer på att ge Kina en andel i Storbritanniens kärnkraftsindustri.