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연구용·훈련용·검사용 원자로

이러한 원자로는 연구와 검사를 목적으로 설계되고 사용될 수 있는데, 이 경우 노심을 빠져나온 중성자를 직접 사용한다. 분열 파편으로부터 방출되는 감마선은, 분열 파편들을 노심에서 꺼낸 이후에 보다 편리하게 사용할 수 있다.

연구용 원자로는 동력 원자로에 비교할 때, 소규모인 것이 보통이다. 대학 구내에 있는 많은 연구용 원자로는 훈련과 교육을 목적으로 쓰여지고, 물리학과 생물학의 다양한 분야에서 연구를 하기 위한 중성자 생산에 쓰이고 있다. 보다 큰 규모의 연구용 원자로는 국립 연구소에서 찾아 볼 수 있는데, 보다 높은 출력을 유지하기 위해 소모되는 비용의 추가분은 높은 중성자속(neutron flux)을 얻음으로써 보상된다.

중성자속이란 초당 단위면적을 지나는 중성자의 수를 말한다. 검사용 원자로는, 그 1차 목적이 중성자가 물질에, 특히 동력 원자로에 사용될 물질에 미치는 영향을 검사하는 것이므로, 상대적으로 높은 중성자속을 필요로 한다. 높은 중성자속에 오랜 시간 동안 피폭된 물질은 때때로 그 질이 나빠지게 되는데, 검사용 원자로는 실제 원자로 운전기간 동안 기다리지 않고 이러한 영향을 연구하는 것을 가능하게 한다. 이러한 검사는 동력 원자로를 위해 여러 가지 형태의 핵연료의 사용가능성을 예측한다는 측면에서 특히 중요하다.

소규모 동력 원자로

중앙 발전소로부터 상업적 전력을 공급하기 위한 거대한 설비와는 달리 핵연료를 쉽게 재충전하기 어려울 정도로 외딴 지역에서는 소규모 동력 원자로가 실용적이다.

원자력 선박

미국의 항공모함 '엔터프라이즈호'와 같은 많은 해상선박들이 핵연료로 움직인다. 상업용 선박을 위한 핵 추진의 선례는 1960년대 미국에 의해 건조된 '사바나호'에서 찾아볼 수 있다. 이 배는 가압경수형 원자로가 사용되었는데, 그 결과 기술적인 성공을 거두었지만 상업적으로는 실패했다. 그 배는 보조금 없이 운항하는 것이 불가능했던 것이다. 그러나 이러한 시도는 매우 중요한 것이었고, 이후로 원자력을 해양에서 다른 비군사적인 면에 응용하는 일은 발전되어왔다.

유명한 구(舊)소련의 쇄빙선 '레닌', 독일이 건조한 무역선 '오토 한' 등은 추진에 사용할 동력을 공급하기 위해 가압경수형 원자로를 갖추고 있다.

바닷물의 음료수화

세계의 어떤 지역은 담수가 귀하고 수송하는 데 많은 돈이 드는 반면, 바닷물은 흔한 경우가 있다. 원자력은 바닷물의 탈염 공장을 움직이는 가장 경제적인 수단을 제공한다. 이때 발생되는 열의 일부를 전력 생산에 이용하는 다목적 공장에 대한 연구가 진행중에 있다.

로켓 추진

소규모 원자로가 우주 비행물을 위한 열과 전기의 보조원으로 연구되어왔다. 보다 야심적인 노력이 로켓 추진을 위한 원자력 엔진을 만드는 데 경주되어왔다. 새로운 분열과 융합 개념에 있어서 많은 연구활동과 그에 따른 진보가 이루어지고 있다.