Một cách giúp khắc phục thách thức này là chế tạo các thanh nhiên liệu cho lò phản ứng an toàn hơn và hiệu quả hơn. Hãng Lightbridge ở Reston, Virginia đã nghiên cứu các công nghệ nhiên liệu mới trong một phần tư thế kỷ và mới đây đã công bố một loại nhiên liệu kim loại cho lò phản ứng hạt nhân mà Hãng này cho rằng sẽ thực hiện được điều đó.

Các thanh nhiên liệu do Hãng Lightbridge chế tạo khác với các thanh nhiên liệu hiện nay theo một số cách. Thay vì urani oxit, họ sử dụng hợp kim urani-zirconi có khả năng truyền nhiệt dễ dàng hơn. Và thay vì một ống chứa viên urani hình trụ, mỗi ống là một mảnh kim loại và di chuyển theo hình xoắn ốc trong một chuỗi xoắn. Hình dạng này cho phép nhiều nước chảy trên bề mặt của thanh nhiên liệu, truyền nhiều nhiệt hơn và do đó làm tăng sản lượng điện. Diện tích bề mặt lớn hơn cũng làm tăng ngưỡng an toàn của lõi lò phản ứng, cho phép các thanh nhiên liệu duy trì các phản ứng hạt nhân ở nhiệt độ thấp hơn nhiều: nhiệt độ bên trong trong quá trình hoạt động là khoảng 3600 oC, thấp hơn gần 900 độ so với các thanh nhiên liệu thông thường.

Seth Grae, Giám đốc điều hành Hãng Lightbridge cho biết, kết quả là một lò phản ứng công suất cao hơn, an toàn hơn, hiệu quả hơn về chi phí và có thể giúp giảm lượng phát thải khí nhà kính trong vòng vài năm tới. "Chỉ riêng năng lượng tái tạo sẽ không thể giúp chúng ta đạt được mục tiêu khí hậu đúng thời hạn. Và các loại lò phản ứng mới cũng sẽ không giúp chúng ta đạt được mục tiêu khí hậu đúng thời hạn. Việc gia tăng sử dụng các lò phản ứng hiện có và các lò phản ứng [thông thường] mới là một thành phần cần thiết của bất kỳ con đường thành công nào để đạt được các mục tiêu khí hậu", Grae nói.

Đầu năm nay, Hãng Lightbridge đã hợp tác với tập đoàn hạt nhân Areva của Pháp để thương mại hóa các thanh nhiên liệu mới này. Những thanh nhiên liệu này có thể được sử dụng trong các lò phản ứng hiện có và xây mới vào đầu năm 2020. Công nghệ mới này có thể làm tăng công suất của các lò phản ứng hiện có lên 10 phần trăm trong khi kéo dài thời gian hoạt động giữa các chu kỳ tái nạp nhiên liệu (một chỉ số kinh tế quan trọng cho các nhà máy hạt nhân) từ 18 đến 24 tháng. Việc thay thế các thanh nhiên liệu thông thường bằng các thanh nhiên liệu mới trong một lò phản ứng hiện có sẽ thêm 60 triệu USD doanh thu hàng năm cho một lò phản ứng công suất 1.100 MW, Hãng Lightbridge cho biết.

Nhiên liệu mới là "một sự cải thiện đáng kể so với nhiên liệu oxit thông thường cho các lò phản ứng [thông thường]", Per Peterson, giáo sư về kỹ thuật hạt nhân tại Đại học California, Berkeley, người đứng đầu một nhóm nghiên cứu đang phát triển thiết kế lò phản ứng tiên tiến, nói. "Khả năng nhiên liệu của Hãng Lightbridge vận hành ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiên liệu oxit thông thường mang lại những lợi ích lớn về an toàn".

"Sử dụng thanh nhiên liệu mới này cho các lò phản ứng được xây mới sẽ giúp cải thiện hiệu quả kinh tế năng lượng hạt nhân, sẽ rất hữu ích cho toàn bộ ngành công nghiệp này", Leslie Dewan, người đồng sáng lập Transatomic Power, một công ty hiện đang nghiên cứu thiết kế lò phản ứng nhiên liệu lỏng tiên tiến, nói. "Tôi nghĩ rằng điều không chắc chắn lớn nhất là sẽ mất bao nhiêu thời gian để xác nhận chất lượng của nhiên liệu mới này".