20世紀中期，原子能委員會——當今美國能源部(DOE)和核管理委員會(NRC)的前身——投入了大量的時間和資源，以開發各種非輕水反應堆(Non-Light-Water Reactors，簡稱NLWR)，并支持在美國各地建設不同容量規模的示范廠。在部分反應堆出現運行問題(例如科羅拉多州的Fort St.Vrain，HTGR)甚至發生嚴重事故(密歇根州的Fermi-1，SFR)后，部分業主棄用了這些反應堆。

盡管有這些失敗案例，但DOE沒有放棄各種類型NLWR及其燃料循環的研究和開發。1990年代，DOE發起了四代堆計劃，目標是“開發和示范先進的核能系統，以滿足未來對能源的安全、可持續、環境保護、經濟、防擴散和實物保護等方面的需求”。雖然四代堆選擇了六種類型的先進反應堆技術，但后續能源部主要支持了SFR和HTGR。

目前，在公共和私人提供的資金的支持下，許多處于不同開發階段的NLWR項目正在實施中。在美國國會支持下，能源部正在推進幾個新型NLWR的試驗堆和示范堆。它正在設計和建造多功能試驗反應堆(VTR)，這是一種SFR，DOE希望在2026-2031年內投入運行。

VTR不是用來發電，而是為開發其他反應堆進行燃料和材料測試。2020年10月，為了在2027年前實現商業發電的示范，DOE選擇了兩個NLWR設計：Xe-100，76MWe，是一個容量較小的卵石床式HTGR;Natrium，345MWe，則基本上是一個具有發電生產單元的更大版本的VTR，也屬于SFR。能源部還為兩個較小的項目提供資金，以展示熔鹽技術。此外，能源部、國防部和一家私營公司Oklo公司正在演示所謂微型反應堆，這些反應堆的容量不等，從1兆瓦到20兆瓦，預計將在今后幾年內開始運作。一些大學也表示有興趣為開展研究工作建造小型的NLWR。

國會需要為所有這些項目提供充足和持續的資金，才能取得成果。但這還遠遠沒有得到保證，例如，迄今為止，為VTR提供的資金遠遠低于DOE的要求，根本不足以保證項目不被推遲。新反應堆的開發目標如果核電要在全球緩解氣候變化中扮演更重要的角色，新設計的反應堆應該表現的比已有堆型的更安全、更安全、更經濟。人們抨擊今天的輕水堆(LWR)仍然難以抵御類似福島核事故那樣的事故，而且擔心，為這些輕水堆提供低濃縮鈾燃料的濃縮工廠可能被濫用，來生產用于核武器的高濃縮鈾。

然而，開發在總體上明顯優于LWR的新設計是一個艱巨的挑戰，因為，在某個方面的改進可能會引發或加劇其他方面的問題。例如，在維持發電功率不變的前提下，增加反應堆堆芯物理尺寸，可以使反應堆發生事故時更容易冷卻，但也可能增加投資和成本。

此外，單靠更好的反應堆設計無法解決核能發電面臨的問題。同樣重要的是，管理核電站及相關燃料循環基礎設施的許可、建設和運營的監管體系。不適當的許可發放標準和監督，會損害設計方案改進后的安全性。需要考慮的一個關鍵因素，是監管機構所要求的冗余的安全水平有多大，冗余的安全水平被稱為“防御縱深”，用來補償這些幾乎沒有或完全沒有運行經驗的新型反應堆設計的不確定性。評價準則UCS考慮了三個寬泛的準則來評估NLWR和LWR的相對優點：安全性和實物保護、可持續性以及核擴散和核恐怖的風險。

在這里，UCS有一個要點沒有考慮，即反應堆為工業應用提供高溫工藝用熱的能力——而有時這被認為是NLWR的主要優勢。然而，到目前為止，潛在的工業用戶對這些應用沒有表現出多少興趣，而且在全面的解決還懸而未決的安全、安保和可靠性問題之前，他們可能會繼續警惕在其設施內同址建設核能裝置。工業用戶是否愿意承擔反應堆核廢料的管理成本和責任也值得懷疑。因此，UCS將產生高溫工藝熱能視為一個次要目標，這首先需要在安全和安保方面進行重大改進。

安全和安保風險是指反應堆和燃料循環設施容易遭受嚴重事故或恐怖襲擊的影響的程度，這會導致放射性物質大量釋放到環境中。常規的放射性排放也是一些設計的考慮因素。UCS的評估主要使用定性判斷來比較反應堆的安全性，這是因為NLWR還沒有與LWR相同準確性和嚴謹程度的定量的安全分析。與LWR積累了大量的操作數據相比，用于驗證NLWR安全分析的數據要少得多。

在這里，可持續性與反應堆和燃料設施產生的，需要安全、長期處置的核廢料數量，以及天然鈾和釷的使用效率有關?？沙掷m性指標可以量化，但通常具有很大的不確定性。為了說明這些不確定性，本報告認為，表征可持續性的參數，例如需要長期地質處置的含熱超鈾元素數量，必須降低為1/10或更低，才能達到顯著提升的效果。

核擴散和核恐怖風險是指國家或恐怖主義集團從反應堆或燃料循環設施非法獲得可用于核武器的材料的危險。采用一次通過燃料循環策略運行的LWR具有相對較低的核擴散風險。但是，任何進行乏燃料后處理和再循環的核燃料循環，都比不進行后處理的LWR的核擴散風險要大得多，因為后處理為钚(和其他可用于核武器的材料)的轉移或盜竊提供了更多風險。對進行后處理的反應堆和燃料循環開展國際性安保和安全措施既昂貴又繁瑣，而且也不能完全抵消可用于核武器的材料的分離引發的系統風險。

另外，使用高比例低濃縮鈾而不是傳統的濃縮程度更低的低濃鈾，將增加核擴散風險，盡管程度遠遠低于使用钚或鈾233。

對美國，核擴散不是一種危險，因為它已經擁有核武器，并被《核不擴散條約》定義為擁有核武器的國家。因此，雖然可以自愿，但它沒有義務將核設施和核材料提交國際原子能機構(IAEA)核查。然而，美國開發反應堆確實影響了核不擴散，一是美國供應商在嘗試向其他國家出口新反應堆，二是其他國家可能效仿美國的開發計劃。美國有責任樹立良好的國際榜樣，確保自身涉核企業滿足最高的核不擴散要求。

不是所有這些準則的權重都相等。UCS認為，目前，提高安全性和減少核擴散風險應該優先于提高可持續性。現在鈾價額便宜，資源豐富，沒有開發使用較少鈾資源的反應堆的迫切需要。即便如此，減少鈾礦開采的需求也會有益處，因為鈾礦開采對工人和環境有害，而且歷史上對弱勢群體產生了很不利的影響。無論是由于資源枯竭還是加強了對職業健康和環境的保護，如果導致了鈾的開采成本大幅增加，開發效率更高的反應堆可能會更加有用。UCS也沒有分析NLWR取得比LWR更好經濟性的潛力。雖然經濟性是一個關鍵因素，并與上述準則相互關聯，但經濟性評價將取決于許多還沒定論和高度不確定的問題，例如最終的設計細節、未來的監管要求和供應鏈的可用性。