Nagrzewanie Jeśli zabraknie mieszaniny woda-para wodna, lub ubytek wody nie będzie kompensowany, pręty paliwowe będą nagrzewały się w środowisku pary wodnej, w tempie 0,3–1 °C/s. Ciepło to pochodzi głównie z pastylek paliwa jądrowego. W temperaturze 600 °C zaczyna dochodzić do reakcji pary wodnej z cyrkonem: Zr + 2H2O → ZrO2 + 2H2 + 6420 kJ/kgZr. Tylko przy krótkich czasach utleniania, 10–20 minut, warstwa ZrO2 działa jako warstwa ochronna blokująca dalsze utlenianie. Etap ten, z uwagi na dalsze konsekwencje, jest szczególnie odzwierciedlony w przepisach bezpieczeństwa. Wymagają one, by układy bezpieczeństwa zapewniały, że temperatura koszulki nie przekroczy 1200 °C w żadnej sytuacji awaryjnej. Koszulka nie musi pozostać nieuszkodzona, a chodzi jedynie, by intensywność reakcji cyrkonu z parą wodną, której tempo silnie zależy od temperatury, nie groziła samorzutnym rozgrzaniem koszulki.
Utlenianie można w przybliżeniu opisać poprzez gdzie: – przyrost masy koszulki paliwowej na jednostkę jej powierzchni, – współczynnik doświadczalny.
Odkształcanie i pękanie paliwa thumb|Stopiony pręt paliwowy reaktora Sodium Reactor Experiment, rok 1959