Thiết kế Lò phản ứng kim loại lỏng

Tất cả các lò phản ứng kim loại lỏng đều là dạng lò phản ứng nơtron nhanh hầu hết các lò phản ứng nơtron nhanh đều là dạng lò phản ứng tái sinh nhanh hay động cơ tàu. Các kim loại lỏng được sử dụng cần các đặc tính truyền nhiệt tốt. Lõi lò phản ứng nơtron nhanh có xu hướng tạo ra rất nhiều nhiệt trong một không gian nhỏ nếu so sánh với các loại lò phản ứng khác. Việc hấp thụ nơtron mức độ càng thấp càng tốt là tiêu chuẩn mong muốn của bất kỳ chất làm mát nào trong các lò phản ứng nhưng nó đặc biệt quan trọng trong loại lò phản ứng nhanh này khi mà nó tạo ra rất nhiều nơtron và việc giữ được các nơtron này càng lâu càng tốt sẽ là lợi thế của nó. Vì các nơtron di chuyển càng chậm thì càng dễ bị hấp thu, nên chất làm mát lý tưởng là chất có khả năng giảm tốc của nơtron thấp. Nhưng điểm quan trọng khác của chất làm mát này là nó sẽ không ăn mòn quá mạnh cấu trúc của lò phản ứng và nhiệt độ tan chảy cùng nhiệt độ sôi của nó thích hợp cho hoạt động của lò phản ứng.

Chất làm mát lý tưởng là loại không bao giờ bị sôi lên do nó sẽ giãn nở và tìm đường rò rỉ ra ngoài dẫn tới việc thiếu hụt chất làm mát do một phần kim loại sẽ bốc hơi mất cũng như kim loại khi rò rỉ ra ngoài sẽ đông cứng trám chỗ nứt lại nên sẽ tạo ra chỗ nứt khác khiến cho vỏ lò bị biến dạng. Ngược lại nếu kim loại không bị sôi thì nó có thể duy trì áp lực trong lò một cách ổn định cho dù nó nóng đến đâu sẽ làm giảm nguy cơ tụt giảm kim loại, vì thế loại kim loại được chọn thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cách nhau khá xa. Một số mẫu thiết kế dự định nhúng hệ thống trao đổi nhiệt vào chất lỏng làm mát bên ngoài, nhưng nó có nguy cơ là kim loại tản nhiệt ra quá nhanh khiến nó đông cứng lại trong lò phản ứng.