本发明提供的原子反应堆堆芯，不必进行燃料更换，原子能设备可连续运转15年以上，可减少设备定期检查的工作量和期间，大幅度提高设备工作效率和经济性，并且防止核扩散。将燃料棒(100)和水棒(107)配置成正方格子状，形成为燃料集合体(103)，将该若干燃料集合(103)以一定的间距排列成正方格子状。在4个相邻的燃料集合体(103)的相向间隙内，分别插入十字型控制棒(102)的各翼(102a)，十字型控制棒(102)的各翼宽(B)、与用燃料集合体的一个间距作为边长的正方形面积即燃料格子面积(S)的比(B/S)，设定为0.061/cm以上。