Der Fortschritt, daß beim FRM II die gewünschte hohe thermische Neutronenflußdichte von etwa 8x10¹⁴cm^-2s^-1 bei extrem geringer Untergrundstrahlung erreicht wird, hängt eng mit der Konzeption des besonders kleinvolumigen Kompaktkerns zusammen.

Um die gewünschte Zyklusdauer von rund 50 Tagen erzielen zu können, muß eine genügend große Masse des spaltbaren Uranisotops ²³⁵U im Brennelement enthalten sein. Nach dieser Betriebszeit bei einer konstanten thermischen Leistung von 20MW ist das Brennelement verbraucht.

• Damit eine hohe Masse des spaltbaren Uranisotops im Brennelement enthalten ist, erfordert dies einerseits die Verwendung von hochangereichertem Uran, das ca. 93% ²³⁵U und ca. 7% ²³⁸U enthält. ²³⁸U absorbiert Neutronen stark und wandelt sich dabei in Plutonium um.
• Andererseits muß dieses hochangereicherte Uran auch mit einer relativ hohen Dichte im Brennelement eingebaut sein.

Deshalb kommen beim FRM II die in den vergangenen Jahren neu entwickelten Uransilizid-Aluminium-Dispersionsbrennstoffe zum Einsatz. Damit enthält das Brennelement des FRM II bei einer (maximalen) Dichte von 3,0gcm^-3 ein Uraninventar von ca. 8,1kg. In einem schmalen Außenstreifen der Brennstoffplatten ist die Urandichte auf 1,5gcm^-3 abgesenkt, um die Verteilung der Leistungsdichte insgesamt zu glätten.

Trotz dieser innovativen Konzeption wurde stets darauf geachtet, daß sich die Reaktoranlage FRM II immer im Bereich bewährter Technik bewegt. Brennelemente mit grundsätzlich gleicher Geometrie wie beim FRM II, d.h. zylinderförmig und evolventenförmigen Brennstoffplatten, haben sich schon über Jahrzehnte an den Hochfluß-Forschungsreaktoren HFR in Grenoble (Frankreich) und HFIR in Oak Ridge (USA) bewährt.