堆芯收集器是將耐熱性的部件配設在核反應堆外殼下部干井的地面部分，以使熔融堆芯不會將核反應堆外殼的下部熔融貫通、或者使放射性物質泄漏。 但是，僅通過鋪滿單純的耐熱性的部件，有可能不能充分地將堆芯碎片冷卻。此外，如果為了將堆芯碎片冷卻而配設多個用來通過冷卻水的配管，則有在其配設中花費工夫的問題。僅通過從碎屑的上方進行注水，只是碎片上面的水的沸騰帶來的冷卻，如果碎屑堆積厚度較厚則有可能不能充分冷卻到碎屑底部。因而，需要將地面面積取得較大，使碎屑的堆積厚度成為能夠冷卻的厚度以下。但是，確保足夠大的地面面積在收納容器構造設計上是困難的。
定義
所謂的堆芯收集器，是通過耐熱部件接住并保持落下的堆芯熔融物，并且與注水機構組合來將堆芯熔融物冷卻，從而確保核反應堆外殼的健全性，抑制放射性物質向外部釋放的安全設備。 常見的有以下幾種：
一種是在壓力容器的外側設置擴展室，擴展室的下方設有冷卻水道，當堆芯熔融物熔穿下封頭后，熔融物流入擴展室，利用擴展室的大面積平面對熔融物進行冷卻，冷卻水道內的冷卻水可對熔融物進行冷卻以防止擴展室被融穿。但這種結構采用一個面積很大的平面來進行熔融物攤平，以增大熔融物的冷卻面積，加快熔融物的冷卻速度，但這樣的設計意味著要占據安全殼下部很大的面積和空間，進而造價較高，也增加了設計難度。
另一種方式是在壓力容器的下方設置桶狀的收集器，在收集器內設置可融化的犧牲材料，收集器外設有冷卻水道，熔融物流入收集器后與其內設置的犧牲材料相互作用，熔融物在融化犧牲材料的過程中被逐漸降溫。由于收集器的形狀限制，導致僅依靠收集器的壁面帶走熔融物的衰變熱，傳熱面積小，導致傳熱量小，特別是中部熔融物匯集后冷卻明顯不足。
再一種方式是在壓力容器的下方設置收集器，收集器的外部設有冷卻水道，收集器的內部設有混凝土底板，并在收集器的底部設置噴嘴，且噴嘴的上端伸入堆腔混凝土底板，噴嘴的下端伸入冷卻水道。熔融物流入收集器后，先與混凝土底板發生相互作用導致混凝土不斷消融，混凝土底板起到了犧牲材料的作用，在一定程度上降低堆芯熔融物的溫度；當熔融物將噴嘴的上端熔化后，冷卻水道內的冷卻水通過噴嘴注入，實現了熔融物的底部注水，能夠對熔融物實施快速冷卻。但熔融物與冷卻水直接接觸時，瞬間產生大量蒸汽會造成安全殼壓力瞬間升高以致破壞，甚至會產生蒸汽爆炸，從而造成嚴重后果。