为了防止放射性物质的泄漏，对核电厂在设计时设置了四道安全屏障，严防放射性物质泄漏。

第一道安全屏障：燃料芯块是烧结的二氧化铀陶瓷基体，它的大部分微孔不与外面相通。核裂变产生的绝大多数放射性物质滞留在二氧化铀陶瓷芯块中。

第二道安全屏障：燃料包壳小指头大的燃料芯块叠装在锆合金管中，把管子密封起来，组成燃料元件棒。一般称锆管为燃料元件包壳管，它能够把核燃料裂变产生的放射性物质密封住，防止其进入一回路的水中。

第三道安全屏障：压力容器（反应堆冷却剂压力边界）由核燃料构成的堆芯封闭在壁厚20厘米的钢质压力容器内，压力容器和整个一回路都是耐高压的，放射性物质不会漏到反应堆厂房中。

第四道安全屏障：安全壳(反应堆厂房)是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物，壁厚约1米，内表面加有6毫米厚的钢衬，有良好的密封性能，能防止放射性进入环境。一回路的设备都安装在这里。安全壳内还设有安全注射系统、安全壳喷淋系统、消氢系统、空气净化和冷却系统等。安全壳能承受极限事故引起的内压和温度剧增，能承受龙卷风、地震等自然灾害，能承受外来冲击，如飞机坠毁的撞击。

为了确保核安全，核电厂的设计遵循“纵深防御、多重保护和多样性”的原则。

例如，重要工艺参数和设备尺寸都留有充分的裕度，具有相当大的安全系数。关键的控制系统和仪器仪表都同时有两套或两套以上，一旦一套发生故障，另一套立即自动投入运行。反应堆运行一旦出现异常，快速停堆系统立即起作用，安全棒快速降落，使反应堆停堆。一旦发生事故，一套完善的专设安全设施自动投入运行，从各方面控制事故的发展，使其恢复到安全状态。

核电厂从选址、设计、建造到调试、运行和退役，每个阶段都有严密的质量保证大纲，每一阶段的每项具体活动都有专门的质量保证程序，确保安全屏障有效。