核工業可以受益于旨在創造內在安全性和效率更高核電廠的新一代反應堆設計。新一代反應堆可能有助于發展更具可持續性的核能，還可能用于各種工業應用。
具有獨特性能和安全特性的先進反應堆
下一代反應堆旨在達到性能、安全和可靠性方面的若干基準。例如，小型模塊化反應堆就是先進反應堆，可以產生高達300兆瓦的電力，其部件可以預制模塊形式運輸到安裝場址。
“由于采取預制建造模式，而且尺寸較小，小型模塊堆的基建費用低于目前在建或在運的典型大型反應堆，”原子能機構核電技術發展科科長Stefano Monti說。“由于模塊是在預制后運到安裝場址施工，因此建造周期預計也會縮短。小型模塊堆本質上也不太容易發生嚴重事故，因為它們在設計上就降低了堆芯損壞頻率。”
隨著這些先進反應堆設計的出現，核能的作用可能會擴大。到目前為止，核能主要用于發電，但核能還有許多其他非電力應用，而新一代反應堆可能非常適合于開展這些應用。
“核能的好處不應局限于電力生產，還應瞄準其他應用，例如產熱，”第四代國際論壇政策組主席、法國可替代能源和原子能委員會核能主任Francois Gauché說。“小型模塊化反應堆的概念是尋求更小的單元、模塊化結構、簡化設計和經驗證的安全，以增加靈活性并使投資決策更容易。”
一些國家正在開發和設計下一代反應堆，阿根廷、中國和俄羅斯的四個小型模塊堆已開始建設。
促進可持續能源的創新型反應堆
中國目前正在建設迄今最先進的氣冷反應堆 — 球床模塊式高溫氣冷堆。這種模塊化反應堆的設計旨在優化能源效率，是電網小規模容量增量的理想選擇，清華大學核能與新能源技術研究院副院長兼副總工程師孫玉良說。這種堆型也非常適用于熱電聯產應用，尤其適用于較高溫度水平的熱應用。
阿根廷正在開發一種綜合壓水反應堆，即CAREM。該反應堆計劃在2018年底投運。該小型模塊堆設計采用了不需要反應堆人員輸入的安全要素，包括在檢測到反應堆問題時自動關閉的功能。
KLT-40S是一個非常特殊的例子，它是俄羅斯正在建造的一座浮動式動力堆。這種堆型在供熱和供電方面以及為偏遠地區孤立消費者供電方面具有潛在的應用。也在俄羅斯建造的RITM-200旨在用于破冰船的船舶推進，但它也可以作為陸基或船載小型模塊堆，用于供熱和供電。
核能效率更高的快堆?
快堆旨在使鈾產生的能量比當前熱堆高出60至70倍。通過乏燃料再循環和利用“快”中子（裂變產生的沒有被慢化劑減速的中子），快堆效率非常高，產生的核廢物少得多，并且可能具有巨大的核能非電力應用（特別是用于工業過程）潛力。
目前用于商業運行的惟一快堆是俄羅斯的BN-800反應堆。該反應堆在2015年12月并入電網，采用混合氧化物燃料，具有先進的安全特性。BN-800燃料利用率也非常高。
“BN-800反應堆向實現快堆全面商業化又邁進一步，從而在成本上能夠與壓水堆競爭，”俄羅斯國家原子能公司副總裁Vyacheslav Pershukov說。
原子能機構一直在支持這些創新技術上取得進展，特別是舉辦了一系列新型反應堆技術促進可持續發展會議。2017年6月，原子能機構在俄羅斯葉卡捷琳堡舉行了第三屆“快堆和相關燃料循環國際會議”。這些活動匯集了這一領域的廣泛專業人士，討論如何最好地應用新型反應堆設計提供清潔和可持續能源。
幫助戰勝挑戰的新型設計
雖然小型模塊堆可能提供許多好處，但仍然存在與其實施相關的一些挑戰。“由于先進的小型模塊堆尚未部署，因此需要加強這些反應堆的監管基礎結構，”Monti說。“另一個挑戰是在小型模塊堆設施中，只有一個控制室用于所有模塊的控制。這樣做以前沒有先例，如果成功，能夠幫助簡化反應堆操作。”他補充說，雖然最初小型模塊堆的許可證審批可能需要較長時間，但一旦監管框架確立，這一過程應當大大加快。
小型模塊化反應堆的概念是尋求更小的單元、模塊化結構、簡化設計和經驗證的安全，以增加靈活性并使投資決策更容易。
