Érdekes áttekintést ad az IEEE Spectrum tudományos folyóirat néhány ígéretes 4G reaktorról. A „Következő generációs atomerőmű” nevet viselő projekten két nagy vállalatkonzorcium dolgozik az Egyesült Államok energetikai minisztériumának támogatásával. Ennek különlegessége a fűtőanyag megoldása, amely hármas struktúrájú uránrészecskékből áll. Ezt a háromrétegű üzemanyagot kétféle alakban lehet előállítani: 60 mm átmérőjű kis gömbök vagy 39 mm magas rudacskák formájában. Belőlük több ezer kerül – a fűtőanyag-részecskék alakjától függően különböző geometriájú – grafitbélésű blokkba. Mivel a hűtőanyag hélium, a belső mag pedig grafi t, sokkal magasabb hőmérsékleten tud üzemelni (mintegy 900 Celsius-fok), mint a hagyományos nyomottvizes reaktorok. A héliummal közvetlenül lehet turbinát hajtani, vagy a hőjével ipari folyamatok fűtése látható el. De hiá ba a magasabb hőmérséklet, ez a reaktortípus viszonylag kis, maximum 270 MW villamos teljesítményt tud szolgáltatni. Előnye, hogy az elhasznált fűtőanyagot üzemelés közben lehet pótolni, nem kell hozzá leállítani a reaktort. Egyelőre azonban még igen sok anyagtechnikai, reaktorfizikai, működési és biztonsági vizsgálatot, mérést, szimulációkat kell végezni rajta. Az energetikai minisztérium jövőre tekinti át a két versengő konzorcium eredményeit, és akkor választ közülük. Mindenesetre, ha beválik is, nem fog nagyon hamar elterjedni, mivel a további fejlesztési munkák még legalább nyolctíz évet igényelnek.

A japánok imádják a betűsorozatokból álló mottókat, kijelentéseket, utasításokat, mozgalmakat. A Toshiba cég által kigondolt nukleáris „akkumulátor” nevében a 4S is ilyen: szuper, biztonságos, kicsi és egyszerű (super, safe, small, simple). A „kicsi” jelző kétségtelenül igaz, mert mind össze 30 MW hőés 10 MW villamos teljesítményt tud adni (egy-egy paksi blokkunk 500 megawattos, de a harmadik generációs reaktorok általában ezer vagy annál több megawattot adnak). A reaktor magja egy hosszú, vékony szerkezet, benne egy gyűrű alakú reflektor, amely lassan mozog felfelé. A radiális pajzson belül áramlanak a láncreakciót létrehozó neutronok. A gyűrű felfelé mozgása során lassan kiég az alatta lévő üzemanyag. Három kör alkotja a rendszert. Az elsőben folyékony nátrium kering, ez hűti a reaktormagot. Ugyanilyen anyag kering a másodikban is, ez szállítja a hőt a harmadik, vizet és gőzt tartalmazó, a turbinákat meghajtó körhöz. A biztonság érdekében mozgó alkatrész nélküli elektromágneses szivattyúk végzik a keringtetést. A reaktort harminc méterrel a föld alatt, lezárva helyezik el, így védve természeti csapásoktól és még inkább a terroristáktól.

A lezárt reaktort, amelyet 19,9 százalékra dúsított (azért nem pontosan 20 százalék, mert ez a bombaként használatos anyag határértéke), cirkóniummal vegyített és acéltokba zárt uránnal üzemeltetnék, addig használják, amíg a fűtőanyag ki nem merül. Ez a tervek szerint 30 év. Ezután kiveszik és, akár egy töltőtoll kiszáradt betétjét, „eldobják”, majd másikat raknak a helyébe. Persze minden fénynek van árnyéka, a 4S esetében egyebek között a nátrium hordoz veszélyeket, mert illékony, és vízzel érintkezve robban. Amellett az elhelyezendő kiégett fűtőanyag még mindig igen erősen radioaktív, és könnyen lehet belőle piszkos bombát gyártani. És bár máris jelentkezett egy lehetséges alkalmazó, az alaszkai Galena város (lakossága 599 fő!), egyelőre a japánok csak 2012 végén küldik el a terveket a hatóságokhoz felülvizsgálatra és esetleges jóváhagyásra.

Kétségtelenül a legizgalmasabb és talán leginkább jövőbe mutató tervezet a washingtoni Intellectual Ventures fejlesztése, a Terrapower TP–1. Ez már jelentősebb, 350-től egészen 500 megawattig terjedő villamos teljesítményt tud adni, és ráadásul több egység összekapcsolva akár gigawattos erőműkció hullámszerűen mozog a magban, évente néhány centimétert haladva. Kétfajta reakció keletkezik a hullámban. Az egyikben az U-238 plutóniummá alakul, míg a másodikban ez utóbbi tovább hasad, ezzel újabb neutronokat és hőt termelve. A reaktor 40-50 évig működhet üzemanyag utántöltése nélkül. Szükség esetén szabályozó rudakkal le is állítható, és azok eltávolítása után újraindítható. A kiégett fűtőanyaggal és a többi sugárzó anyag kezelésével sincs gond, mert a működés végeztével azok a szétszedett reaktor helyén tárolhatók. A TP–1 sok előnyös tulajdonsága mellett a kilátásokat erősen rontja, hogy egyelőre igencsak kísérleti stádiumban létezik, minthogy seregnyi – például anyagtudományi, szerkezeti – problémát kell még kutatni, megoldani. Bár a tervezést már 2006-ban elkezdték, kiterjedt nemzetközi együttműködésre vár még a további fejlesztés. A fejlesztők elképzelései szerint esetleg 2020-ra elkészülhet egy kísérleti reaktor, és ha ez megfelelő eredményeket hoz, akkor talán a húszas évek végére várható a Terrapower ipari alkalmazása