核工业可以受益于旨在创造内在安全性和效率更高核电厂的新一代反应堆设计。新一代反应堆可能有助于发展更具可持续性的核能，还可能用于各种工业应用。
具有独特性能和安全特性的先进反应堆
下一代反应堆旨在达到性能、安全和可靠性方面的若干基准。例如，小型模块化反应堆就是先进反应堆，可以产生高达300兆瓦的电力，其部件可以预制模块形式运输到安装场址。
“由于采取预制建造模式，而且尺寸较小，小型模块堆的基建费用低于目前在建或在运的典型大型反应堆，”原子能机构核电技术发展科科长Stefano Monti说。“由于模块是在预制后运到安装场址施工，因此建造周期预计也会缩短。小型模块堆本质上也不太容易发生严重事故，因为它们在设计上就降低了堆芯损坏频率。”
随着这些先进反应堆设计的出现，核能的作用可能会扩大。到目前为止，核能主要用于发电，但核能还有许多其他非电力应用，而新一代反应堆可能非常适合于开展这些应用。
“核能的好处不应局限于电力生产，还应瞄准其他应用，例如产热，”第四代国际论坛政策组主席、法国可替代能源和原子能委员会核能主任Francois Gauché说。“小型模块化反应堆的概念是寻求更小的单元、模块化结构、简化设计和经验证的安全，以增加灵活性并使投资决策更容易。”
一些国家正在开发和设计下一代反应堆，阿根廷、中国和俄罗斯的四个小型模块堆已开始建设。
促进可持续能源的创新型反应堆
中国目前正在建设迄今最先进的气冷反应堆 — 球床模块式高温气冷堆。这种模块化反应堆的设计旨在优化能源效率，是电网小规模容量增量的理想选择，清华大学核能与新能源技术研究院副院长兼副总工程师孙玉良说。这种堆型也非常适用于热电联产应用，尤其适用于较高温度水平的热应用。
阿根廷正在开发一种综合压水反应堆，即CAREM。该反应堆计划在2018年底投运。该小型模块堆设计采用了不需要反应堆人员输入的安全要素，包括在检测到反应堆问题时自动关闭的功能。
KLT-40S是一个非常特殊的例子，它是俄罗斯正在建造的一座浮动式动力堆。这种堆型在供热和供电方面以及为偏远地区孤立消费者供电方面具有潜在的应用。也在俄罗斯建造的RITM-200旨在用于破冰船的船舶推进，但它也可以作为陆基或船载小型模块堆，用于供热和供电。
核能效率更高的快堆
快堆旨在使铀产生的能量比当前热堆高出60至70倍。通过乏燃料再循环和利用“快”中子（裂变产生的没有被慢化剂减速的中子），快堆效率非常高，产生的核废物少得多，并且可能具有巨大的核能非电力应用（特别是用于工业过程）潜力。
目前用于商业运行的惟一快堆是俄罗斯的BN-800反应堆。该反应堆在2015年12月并入电网，采用混合氧化物燃料，具有先进的安全特性。BN-800燃料利用率也非常高。
“BN-800反应堆向实现快堆全面商业化又迈进一步，从而在成本上能够与压水堆竞争，”俄罗斯国家原子能公司副总裁Vyacheslav Pershukov说。
原子能机构一直在支持这些创新技术上取得进展，特别是举办了一系列新型反应堆技术促进可持续发展会议。2017年6月，原子能机构在俄罗斯叶卡捷琳堡举行了第三届“快堆和相关燃料循环国际会议”。这些活动汇集了这一领域的广泛专业人士，讨论如何最好地应用新型反应堆设计提供清洁和可持续能源。
帮助战胜挑战的新型设计
虽然小型模块堆可能提供许多好处，但仍然存在与其实施相关的一些挑战。“由于先进的小型模块堆尚未部署，因此需要加强这些反应堆的监管基础结构，”Monti说。“另一个挑战是在小型模块堆设施中，只有一个控制室用于所有模块的控制。这样做以前没有先例，如果成功，能够帮助简化反应堆操作。”他补充说，虽然最初小型模块堆的许可证审批可能需要较长时间，但一旦监管框架确立，这一过程应当大大加快。
小型模块化反应堆的概念是寻求更小的单元、模块化结构、简化设计和经验证的安全，以增加灵活性并使投资决策更容易。
