946年美国建成的世界上第一座实验性快中子反应堆——克来门汀反应堆（Clementine reactor）到现在许多用于测试与研究的核反应堆，金属核燃料一直在被使用。目前金属型核燃料一般皆为合金而不是金属单质。金属核燃料一般用于石墨慢化堆和液态金属快中子增殖反应堆（如EBR-II）。铀-235是人类最早使用的核裂变材料之一。金属态的铀在堆内使用的主要缺点为：熔点以下有三种同素异构体，升温过程中尺寸不稳定；辐照稳定性差，会发生辐照肿胀；与包壳相容性差；化学稳定性也较差。此外，辐照还使金属铀的蠕变速度增加（