定義
核冷卻（nuclearcooling） 降低的核系統的溫度，使核反應堆溫度保持在正常範圍，使反應堆能正常工作，稱為核冷卻。
方法
核去磁冷卻法
又稱絕熱去磁。絕熱去磁是產生1K以下低溫的一個有效方法，即磁冷卻法。這是1926年德拜提出來的。在絕熱過程中順磁固體的溫度隨磁場的減小而下降。
將順磁體放在裝有低壓氦氣的容器內，通過低壓氦氣與液氦的接觸而保持在1K左右的低溫，加上磁場（量級為10 A/m）使順磁體磁化，磁化過程時放出的熱量由液氦吸收，從而保證磁化過程是等溫的。順磁體磁化後，抽出低壓氦氣而使順磁體絕熱，然後準靜態地使磁場減小到很小的值（一般為零）。
利用固體中的順磁離子的絕熱去磁效應可以產生1K以下至mK量級的低溫。例如從0.5K出發，使硝酸鈰鎂絕熱去磁可降溫到2mK。當溫度降到mK量級時，順磁離子磁矩間的相互作用便不能忽略。磁矩間的相互作用相當於產生一個等效的磁場（大小約10 ~10 A/m），使磁矩的分布有序化，這方法便不再有效。
核磁矩的大小約為原子磁矩的1/2000。因此核磁矩間的相互作用較順磁離子間的相互作用要弱的多，利用核絕熱去磁可以獲得更低的溫度。
蒸汽循環熱轉換
這一過程是將熱源的熱量傳給汽輪機。水在封閉的蒸汽循環中連續流通，通過系統的主要熱源時水被加熱轉化為蒸汽，用於驅動渦輪機做功來發電。然後，蒸汽被壓縮冷凝，並在壓力下通過閉合系統返回熱源。所有蒸汽循環電廠都是通過這種方式運行的，但對於核電廠冷卻而言還有額外的要求。化石燃料電廠停止發電後熱源即會去除，而核電廠停機後，由於放射性衰變的持續，熱量還會繼續產生。
因此，核電廠的安全運行必須要保證這些熱量能夠被有效的去除，核電廠通過設計常規冷卻和應急堆芯冷卻系統（ECCS） 兩種方式來保證衰變熱的排出。冷凝蒸汽和排出餘熱，其中的餘熱當蒸汽在管道內冷凝成水後通過傳遞到空氣或水體中而被排出。這種冷卻功能可以通過以下3種方式來實現：
直接冷卻或一次冷卻
如果電廠靠近海洋、大河或內陸的大面積水體，則可以通過大量水在冷凝器中單程傳熱，然後排回水體的簡單方式來實現冷卻。冷卻過程中水溫會上升幾度，但回流量沒有多少損失。直接冷卻是最簡單的冷卻方式。一次冷卻方式的需水量大於二次循環冷卻方式，但取水最後都被返回原來水源，沒有蒸發損耗。
間接冷卻或二次循環冷卻
如果電廠不能獲得充足的水源，冷卻可以通過蒸汽在冷凝器中循環來實現，然後採用冷卻塔，藉助上升空氣帶走水滴中的熱量而實現冷卻。此外，就地的水池或集道也可以用來冷卻。這種冷卻方式主要通過蒸發，冷卻過程的蒸發量可達水流量的5%，損失的這部分水量必須不斷的補充。
千式冷卻
少數的電廠只通過空氣來冷卻，而不需要藉助蒸發作用。這種冷卻方式包括設計為閉路循環的冷卻塔，或者配有類似汽車散熱器的散在熱片裝置，迫使空氣流過進行冷卻。
