Nhiên liệu bằng gốm thường có lợi thế so với nhiên liệu oxit về độ dẫn nhiệt cao và điểm nóng chảy, nhưng chúng dễ bị phình to so với nhiên liệu oxit và cũng không thể dễ dàng nắm bắt về nó.

Uranium nitride

Đây là nguyên liệu thường được lựa chọn để thiết kế lò phản ứng mà NASA sản xuất, một lợi ích của UN là độ dẫn nhiệt hơn UO2 và UN có điểm nóng chảy cao. Nhiên liệu này sử dụng rất bất lợi trừ khi 15N được thay thế 14N, một lượng lớn 14C được tạo thành từ phản ứng của nitơ (n,p). Khí nitơ cần thiết cho nhiên liệu thì quá tốn kém dẫn đến nhiên liệu có thể được tái chế qua quá trình pyro để lượng 15N được phục hồi. Nếu nhiên liệu hòa tan với axit nitric thì nitơ được làm giàu với 15N pha loãng với 14N thông thường.

Uranium carbide

Xem thêm thông tin tại: Uranium carbua

Phần lớn những gì được biết về Uranium cacbua là ở dạng các nguyên tố nhiên liệu dạng pin cho các lò phản ứng kim loại lỏng trong quá trình nghiên cứu mãnh liệt trong những năm 1960 và 1970. Tuy nhiên, gần đây sự quan tâm về vấn đề hồi sinh uranium cacbua ở nhiên liệu tấm và nhiều chú ý hơn là hạt nhiên liệu vi mô (ví dụ Triso).

Độ dẫn nhiệt và điểm nóng chảy cao khiến cho uranium cacbua là một nguyên liệu hấp dẫn. Ngoài ra, bởi vì sự thiếu oxy trong nhiên liệu (trong quá trình chiếu xạ, áp suất khí dư thừa có thể hình thành O2 hoặc các khí khác) cũng như khả năng bổ sung lớp phủ gốm (giao diện gốm sứ) có sự lợi thế về cấu trúc và hóa học), Urani cacbua có thể là ứng cử viên nhiên liệu lý tưởng cho một số lò phản ứng thế hệ thứ 4 cũng như lò phản ứng nhanh làm mát bằng khí.