Những tiêu chuẩn chính đặt ra cho thế hệ  nhà máy điện hạt nhân mới này là  phải đảm bảo tính an toàn, ít phát thải, hiệu suất cao, giá  thành hợp lý, vòng đời dài và  có khả năng chống chịu tốt với thiên tai, nguy cơ khủng bố. 

Năm 2000, Diễn đàn về việc phát triển lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ tư được thành lập, với sự tham gia của 13 nước thành viên (là các quốc gia đang vận hành lò hạt nhân đáng kể), gồm: Mỹ, Argentina, Brazil, Canada, Trung Quốc, Pháp, Nhật, Nga, Hàn Quốc, Nam Phi, Thụy Sĩ và Anh.

Tiêu chí và chi phí đầu tư 
 
Sau hai năm nghiên cứu và thảo luận dựa trên những ý tưởng có sẵn, hội nghị cuối năm 2002 của diễn đàn với sự tham gia của 10 nước (Argetina, Brazil và Anh đã rút khỏi diễn đàn) đi đến thống nhất, chọn lựa ra 6 thiết kế tiêu biểu cho nhà máy điện hạt nhân thế hệ thứ tư.

 

Những tiêu chuẩn chính đặt ra cho thế hệ nhà máy điện hạt nhân mới này là phải đảm bảo tính an toàn, ít phát thải, hiệu suất cao, giá thành hợp lý, vòng đời dài và có khả năng chống chịu tốt với thiên tai, cũng như nguy cơ khủng bố.  
 
Chi phí đầu tư nghiên cứu để đưa ra giải pháp tối ưu cuối cùng là 6 tỷ USD, trong đó 80% do Mỹ, Nhật và Pháp chịu.

 
6 mẫu thiết kế phải tối ưu hóa... 
 
Cả 6 mẫu thiết kế đều sử dụng chu trình nhiên liệu đóng, giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng nhiên liệu cũng như tối thiểu hóa chất thải phóng xạ. Trong đó, có ba mẫu thuộc loại lò neutron nhanh (fast neutron reactor - FNR), một mẫu thuộc lò loại epithermal và hai mẫu thuộc lò sử dụng neutron. Chưa kể, chỉ duy nhất một lò sử dụng chất làm mát là nước nhẹ thông thường, hai lò làm mát bằng khí heli, ba lò còn lại sử dụng hợp kim chì - bitmut, natri hoặc muối florua nóng chảy làm chất làm mát.  
 
Ba loại lò sử dụng chất làm mát bằng kim loại, muối nóng chảy, có ưu điểm là có thể vận hành ở áp suất thấp, qua đó có tính an toàn cao hơn các loại lò làm việc ở áp suất cao rất nhiều.

 
Riêng loại lò làm mát bằng florua, nhiên liệu uranium được hòa tan trực tiếp vào chất làm mát ở  dạng lỏng. Các loại lò trên đều làm việc  ở nhiệt độ từ 510-1.000 độ C (các lò  nước nhẹ thế hệ 3+ thường làm việc  ở 330 độ C), qua đó, 4 trong số 6 lò phản ứng trên hứa hẹn có khả năng cung cấp nhiệt cho quá trình sản xuất hydro nhiệt hóa, góp phần tạo ra một lượng lớn hydro - nguồn nhiên liệu sạch tuyệt đối cho tương lai. 
 
6 loại lò thế hệ thứ 4 được thiết kế với các mức công suất từ 150 - 1.500 MW, riêng loại lò làm mát bằng chì - bitmut được thiết kế thành từng tổ hợp nhỏ có công suất 50 - 150 MW với khả năng hoạt động liên tục từ 15 - 20 năm không cần thay nhiên liệu.  
 
Tuy nhiên, vẫn còn một số khó khăn nhất định, ví dụ đối với lò neutron nhanh, người ta không định hình được vị trí tạo thành plutoni-239 trong vùng nhiên liệu, nơi tỉ lệ “đốt cháy” nhiên liệu khá lớn và tồn tại nhiều đồng vị tạp. Vì thế, cần có công nghệ tái chế nhiên liệu mới, không cần tách riêng plutoni - 239 mới có thể hoàn thành chu trình nhiên liệu đóng ở loại lò này, nên phải mất rất nhiều thời gian nữa, nhà máy điện hạt nhân thế hệ 4 mới được xây dựng trên thực tế.  

An Thái